Уборка нашего космического двора

Космический мусор – это огромное количество созданных руками человека объектов, которые остались заброшенными и вращаются вокруг Земли. В число этих объектов входят старые спутники, отработавшие ступени ракет, фрагменты от столкновений и даже крошечные пятна краски. По мере того как освоение космоса и развертывание спутников на протяжении десятилетий увеличивалось, увеличивалось и накопление этого мусора. В настоящее время, по оценкам, существуют миллионы фрагментов космического мусора, начиная от более крупных обломков и заканчивая более мелкими фрагментами, которые слишком малы, чтобы их можно было отследить. По оценкам НАСА, из этих объектов около 23 000 имеют размер мяча для софтбола или больше.

Наличие космического мусора представляет собой серьезную проблему по разным причинам. Во-первых, огромное количество мусора увеличивает вероятность столкновений в космосе. Эти столкновения могут привести к образованию еще большего количества мусора, усугубляя проблему и создавая каскадный эффект, известный как синдром Кесслера. С каждым столкновением возрастает риск дальнейших столкновений и последующего разрушения работоспособных спутников или космических кораблей, что представляет серьезную угрозу как для пилотируемых, так и для беспилотных миссий. Наличие космического мусора также ограничивает количество оставшихся орбитальных мест для стоянки новых спутников, которые быстро сокращаются.

Однако уборка этого мусора является большой проблемой. Поскольку большая часть его движется со скоростью тысячи миль в час, контакт с ним, даже с очень маленькими частицами, каким-либо образом может быть очень опасным. Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере вырвали страницу из научно-фантастического романа своим недавним предложением, направленным на решение этой сложной проблемы. Они описали тип притягивающего луча, который может толкать или тянуть объект, не касаясь его физически. Возможно, он не такой мощный и быстрый, как притягивающий луч звездолета «Энтерпрайз», но, эй, с чего-то надо начинать.

Технология, лежащая в основе этой инновации, не так сложна, как гравитационные лучи из научной фантастики, а скорее основана на ионной пушке, которая может генерировать быстродвижущиеся потоки ионов аргона. Взрыв куска космического мусора этим ионным потоком придаст ему отрицательный заряд, одновременно делая транспортное средство с ионной пушкой более положительно заряженным. Эти разные заряды заставят объекты с течением времени двигаться навстречу друг другу, используя по существу тот же электростатический эффект, который возникает, когда вы трете воздушный шарик о голову.

Условия в космосе, очевидно, сильно отличаются от условий здесь, на Земле, поэтому команде пришлось построить вакуумную камеру, которую они назвали Лабораторией электростатического заряда для взаимодействия плазмы и космического корабля (ECLIPS), чтобы проверить свои методы. Внутри ECLIPS они могут моделировать тонкий газ свободных электронов и плазмы, окружающий нашу планету на орбитальных высотах. Используя эту реалистичную среду, они смогли ввести кусочки мусора и подтвердить, что их ионная пушка может привлечь их, ожидая, что тот же эффект будет наблюдаться в космосе.

Однако это будет медленный процесс. На основе результатов экспериментов, проведенных в ECLIPS, и серии компьютерного моделирования было подсчитано, что притягивающий луч может утащить спутник весом в несколько тонн на расстояние около 200 миль за два или три месяца. Возможно, это звучит не особенно впечатляюще, но этого достаточно, чтобы безопасно освободить часть очень ценной недвижимости для новых спутников. Также важно отметить, что один такой сборщик мусора можно использовать многократно, в конечном итоге очищая большие участки неба.

Но моделирование и испытательные стенды — это не совсем реальность, поэтому команде предстоит еще много работы, прежде чем их притягивающий луч сможет быть развернут в реальном мире. Во-первых, на его орбите часто беспорядочно кувыркаются обломки, из-за чего за них сложно зацепиться. Исследователи полагают, что притягивающий луч можно использовать для стабилизации этих объектов перед их втягиванием, что могло бы решить эту проблему, но это еще предстоит проверить. Также еще предстоит ответить на множество вопросов, касающихся применения этих притягивающих лучей и того, что делать с захваченным мусором. Но если еще немного поработать, пространство вокруг Земли может стать более дружелюбным местом для спутников и других космических аппаратов в будущем.