Електростатичен метод ще лови космически боклук

Проблемът с космическия боклук, заобикалящ нашата планета, с всеки ден става все по-актуален. Обектите, витаещи над Земята, представляват сериозна опасност за спътниците и за МКС.

Сега учените предлагат да се използва статично електричество, за да се изведе космическият боклук първоначално на по-висока орбита, а след това да се избута в Открития космос.

Идеята е основана на принципите на работата на електростатичните сили, които възникват, когато електроните се събират около някой обект.

Бомбардирането на космическия боклук с лъч електрони ще му придаде лек отрицателен заряд, смята Ханспетер Шауб от Колорадския университет в Боулдър (САЩ). След това положително зареден безпилотен космически апарат ще може да отстрани отломките, като играе ролята на нещо като „привличащ лъч”.

Острата необходимост от премахване на космическия боклук е възникнала поради незнание. В епохата на първите космически пътешествия хората си мислели, че областта около Земята може да погълне неограничено количество отпадъци. Затова всички отписани спътници, използвани степени на ракети и прочие доста големи обекти със спокойна съвест са оставяни в Космоса.

В резултат светът се приближава към т.нар. синдром на Кеслер – момент, когато заобикалящият ни космически боклук ще направи близкия Космос негоден за използване.

Електростатичният метод за почистване на отпадъците обаче е приложим далеч не за всички заобикалящи Земята обекти. Той е разработен предимно за отломки, които се намират на геостационарна орбита, тоест на 36 000 километра над повърхността на планетата. В тази зона се намират около 1200 големи обекта, от които само една трета работи за благото на човечеството.

„Лошото е в това, че повечето от тези обекти постоянно се въртят около своята ос. Ако към тях се приближи друг обект, те може да се раздробят на части и да се получи още повече боклук”, пояснява Шауб.

За разлика от повечето методи за борба с космическия боклук, предполагащи физически контакт (удари с нещо като харпун, захващане със специално ласо или мрежа), технологията на Шауб е безконтактна. За операции в Космоса ще бъде изпратен специалният „Геосинхронен ликвидатор на големи отломки” (Geosynchronous Large Debris Reorbiter, GLiDer – подробна информация за него можете да прочетете в PDF документа), който ще изстрелва лъчи електрони по големи и готови за утилизация обекти.

Така ненужната отломка ще получи слаб електростатичен заряд, а GLiDer ще има слаб положителен заряд. Тъй като противоположните заряди се привличат, обектът ще последва апарата като на буксир. Разстоянието между телета ще бъде от 15 до 25 метра.

Задействаните сили няма да са много мощни, затова космическите боклуци бавно ще набират скорост. Според изчисленията на учените за два или три месеца скоростта ще бъде достатъчна за преместване на обектите на по-висока орбита и по-нататъшното им освобождение.

Когато електронният лъч бъде изключен, боклукът ще започне да натрупва йони и други заредени частици от околното пространство с цел да достигне неутрално състояние. Тогава той може да се откачи от невидимия буксир и да се изхвърли в Открития космос.

Така апаратът GLiDer ще може да освобождава земната орбита от три обекта на година, което значи, че за отстраняването на 1200 отломки ще му е необходимо доста време.

Както вече споменахме, технологията е предназначена изключително за премахване на боклука от геостационарна орбита. А какво да се прави с обектите на по-ниска околоземна орбита, които също никак не са малко, засега не е ясно.

Методиката на Шауб не е подходяща поради някои естествени явления. Слънцето изпуска заредена плазма, която се разлита из цялата Слънчева система. На геостационарна орбита тя е най-много и има сравнително висока температура. Плазмата на ниска околоземна орбита се намира под въздействието на йоносферата на нашата планета, поради което тя става по-плътна и по-студена.

Тук, близо до Земята, всичко, което получава заряд, много бързо натрупва частици с противоположен заряд и отново придобива неутрално състояние. Тоест боклукът не може да бъде отстранен с помощта на електростатичния метод.

Разбирайки тези недостатъци, Шауб предлага да не се отказваме напълно от контактните методи за извеждане на боклука в Открития космос.

Отчет за изследването е публикуван в сп. Advances in Space Research.

Източник: Wired