שני לוויינים מנותקים כמעט והתנגשו ב -29 בינואר, וקריאתם הקרובה (החפצים החמיצו זה את זה בגובה מוערך של 154 מטר, או 47 מטר) חידשו את תשומת הלב לבעיה הולכת וגוברת הרחק מעל כדור הארץ: ענן של זבל חלל.
מיליוני חפצים מהווים את חצר הגרוטאות ההקפתית הזו, שבה שברי פגיעה יכולים להגיע למהירויות של כמעט 18,000 קמ"ש (19,000 קמ"ש), בערך פי שבע מהר יותר מהמהירות של כדור, לפי נתוני NASA. כ- 500,000 חתיכות פסולת בגודל שיש לפחות, וכ- 20,000 עצמים בגודל של כדור כדורסל או גדול יותר, כך דיווחה נאס"א בשנת 2013.
הוספת העומס היא התפשטות לוויינים זעירים הנקראים קוביות. קוביות אלה באורך 4 אינץ '(10 סנטימטרים) שוקלות 3 קילוגרמים בלבד. (1.4 קילוגרם) ועלויות השיגור מתחילות ב 40,000 $; על פי המעבדה הלאומית של לוס אלמוס, חברות פרטיות מזמינות אותם על ידי האלפים לאסוף נתונים ולספק שירותי אינטרנט ורדיו.
עם הצטברות זו של עומס חלל, מהנדסי חלל מרוצים לפתח טכנולוגיות ומערכות שיכולות למנוע קריסות על מנת להגן על לוויינים עובדים, משימות חלל עתידיות, ואנשים ורכוש בשטח, אמרו מומחי לוס אלמוס ל- Live Science.
כ -5,000 לוויינים נושאים מטענים למסלול סביב כדור הארץ שלנו, אבל רק כ -2,000 פעילים ומתקשרים עם כדור הארץ, אמר דייוויד פאלמר, מרחב של לוס אלמוס ומדען בעל חישה מרחוק.
"נכון לעכשיו, כשמשהו משוגר - ושיגור יכול לשחרר 100 לוויינים ומעלה - על המפעילים ואנשי מעקב החלל לעקוב אחר כל פיסת חומרת חלל שמשוחררת על ידי הרקטה ולקבוע באופן אינדיבידואלי איזו יצירה היא", אמר. מדע חי
פאלמר הוא החוקר הראשי של פרויקט פיתוח סוג לוחית רישוי אלקטרונית לוויינים. זה יאפשר למסללים לשדר את בעליהם ועמדותיהם כל עוד הם בחלל, גם לאחר שהלווין יפסיק לפעול.
דופק באמצעות לייזר עצמי
לוחית הרישוי כביכול היא בערך בגודל של אריח Scrabble, קטן מספיק כדי לשאת אותו אפילו על ידי קוביות זעירות. מכונה המזהה האופטי בעל המשאבים הנמוכים במיוחד, או ELROI, הוא מייצר קוד זיהוי ייחודי - מספר רישיון לוויין - עם לייזר שמצמצם 1,000 פעמים בשנייה. דפוסים שנוצרו על ידי מהבהבים מתורגמים לקודים סידוריים אותם ניתן לקרוא על ידי טלסקופים בשטח, תוך זיהוי של בעל לוויין וקואורדינטות.
מכיוון ש- ELROI מופעלת על ידי תא סולארי משלה, היא יכולה להמשיך "לדבר" לכדור הארץ לאחר סיום אורך חיי הלוויין. ומכיוון ש ELROI הוא קטן וקל משקל ואינו דורש כוח חיצוני, ניתן לחבר אותו בקלות לחלקי חומרת חלל שאין להם משדרי רדיו, כמו הרקטות המשוגרות לוויינים לחלל ומתפתלים כזבל צף חופשי.
על ידי אספקת נתונים הניתנים למעקב עבור חפצים בודדים בענן ההולך וגובר של פסולת החלל, ELROI יכולה למלא תפקיד קריטי בכיוון התנגשות. לדברי פלמר, היא יכולה אפילו לפקח על שידורי רדיו בלוויינים עובדים ובמפעילי התרעה כאשר התקשורת מופרעת.
"מעבר לפונקציית הזיהוי שלה, זה יכול לשמש גם כפונקציה לאבחון רוחב פס נמוך. כך שזה גם יעזור להפחית את כמות הלוויינים השבורים בחלל," הוסיף. "טכנולוגיית לוחיות הרישוי היא רק חלק מהפתרון - אבל זה חלק חשוב."
מדע טילים
כאשר רקטות משגרות לוויינים למסלול הם בדרך כלל שורפים את כל הדלק בבת אחת. עם זאת, מילוי רקטות בסוג דלק שניתן להצביע שוב ושוב עלול לתת למפעילי הקרקע אפשרות נוספת לשמירה על לוויינים מפני קריסות חלל, כך אמר מהנדס המחקר של לוס אלמוס, ניק דאלמן, ל- Live Science.
"מה שעבדנו כאן בלוס אלמוס הוא לייצר רקטה איתנה שתוכל להתחיל בה, לעצור אותה ואז להפעיל אותה מחדש," אמר דאלמן, מוביל פרויקט לפיתוח שיטה חדשה זו. היכולת להציב מחדש את הדלק של הרקטה גם לאחר שלוויין משיג מסלול עשוי לאפשר לחומרת החלל לעבור מסלול כדי למנוע התנגשות פוטנציאלית, הוא הסביר.
"התבגרנו במושג בו הרקטה שלנו היא מטען משולב בלוויין", אמר דלמן. "פוטנציאלית, שנים רבות לאחר שהלווין נפרד מהרכב השיגור העליון של הרכב המשגר, יתכן ויהיה עלינו להזמין את מטען המשא שלנו לבצע תמרון להימנעות פסולת מסלול בעת חירום."
מאז שנות השישים ידעו מדענים כי פירוק מהיר של תא הבעירה ברקטת דלק מוצק עלול לכבות את הכוויה לאחר הצתה. עבור דלמן ועמיתיו, האתגר היה ליצור מערכת הצתה שניתנת לשימוש חוזר בשילוב מנגנון לפירוק מהיר של תא הדלק.
אתגר נוסף היה כיצד להציב מחדש את הדלק, מכיוון שמצתים בדרך כלל נהרסים מהכוויה הראשונה. כדי לפתור זאת, החליטו המדענים שלא להשתמש במצת הפירוטכני המקובל. במקום זאת הם עשו ניסויים בהפרדת מים למימן וחמצן בתא הבעירה ואז הציתו אותם באמצעות אלקטרודה כדי ליצור ניצוץ. לאחר מכן, הכיבו החוקרים את הכווייה באמצעות פירוק.
"הצלחנו לפתח את זה עד כדי שנוכל לבצע כוויות מרובות ברציפות ברקטה קטנה," אמר דלמן. השלבים הבאים יכללו בדיקות במסלול, "שם היינו מבצעים כוויות מרובות על גבי קובית", אמר דלמן.
