דמיין את עצמך כאסטרונאוט המבצע ניסויים מדעיים ואירובטיקה מדהימה מהקהל. מכשירי רדיו שליטת המשימה שכל אנשי תחנת החלל צריכים לפנות לרכבי ההצלה מכיוון שפיסת שטח שטח קטלנית עומדת בראשכם.
תרחיש זה אינו מדע בדיוני. ביוני 2011, מגזין החלל דיווחו כי "שישה אנשי צוות שעלו על תחנת החלל הבינלאומית אמרו להם לקבל מחסה ב ... שתי חלליות סויוז רוסיות." ככל שיותר לוויינים יגיעו לסוף חייהם המבצעיים, יהיו יותר חירום בזבל בחלל ובשטח, ללא ספק עם תוצאות פחות נעימות. עד כה מזלנו של חברת הטיסות לחלל הצעיר שלנו: ה- ISS הצליחה להתרחק מהאשפה בחלל, ולוויינים נופלים ללא שליטה נפלו למרבה האוקיאנוס. אבל יום אחד המזל שלנו יגמר.
עם זאת יש תקווה. מאמר חדש שכותרתו הסרת שפכים אורביטליים עם לייזרים שפורסם ב- arXiv מציע להשתמש במערכת לייזר פועמית בעלת עוצמה גבוהה מכדור הארץ כדי ליצור מטוסי פלזמה על חלקי פסולת חלל, להאט אותם מעט, לגרום להם להיכנס מחדש ולהישרף באטמוספירה או ליפול לאוקיאנוס.
קלוד פיפס וצוותו מחברת היי-טק בשם Photonic Associates תיארו את השיטה שלהם, המכונה Laser Orbital Debris Removal (LODR) שמשתמשת בטכנולוגיית לייזר בת 15 שנה שכעת זמינה.
הצוות הכיר בכך ש"שלושים וחמש שנים של ניקיון בית ירוד בחלל יצרו כמה מאות אלפי חתיכות של פסולת חלל שגדולות יותר מסנטימטר בלהקת ... LEO). אלה אולי לא נראים כמו חפצים גדולים, אך עם צפיפות האנרגיה של הדינמיט, אפילו שבב צבע גדול יכול לגרום לנזק גדול.
הסרת פסולת היא משימה דחופה מכיוון שכמות הפסולת שנמצאת כיום בחלל מהווה "התפלגות התנגשות בורחת", עם חפצים המתנגשים זה בזה, ויוצרים עוד יותר חתיכות פסולת.
ישנם פתרונות אחרים מלבד יצירת סילון פלזמה, אך הם נוטים להיות פחות יעילים וגם יקרים יותר. ניתן להשתמש בלייזר לטחינת חפץ לאבק, אך זה יוצר ריסוס מותך בלתי נשלט, ויחמיר את הבעיה.
התפיסה בחפץ או הצמדה של ערכת ביטול מסלול יכולה להיות יעילה. למרבה הצער, הם דורשים דלק רב בגלל הצורך להאיץ לתפוס את החפץ, מה שמוביל לפיתרון יקר יותר - כ -27 מיליון דולר לחפץ. בסופו של דבר, קיימת האפשרות הגרעינית לשחרר גז, ערפל או אווירוג כדי להאט חפצים, אך הדבר ישפיע על חללית תפעולית וגם על חללית.
בעיתונם אומרים פיפס וצוותו כי הסרת זבל שטח על ידי יצירת מטוס פלזמה באורך של כמה שניות באמצעות לייזר היא הפיתרון הטוב ביותר, בעלות של מיליון דולר בלבד לכל חפץ גדול שהוסר וכמה אלפים בודדים לחפצים קטנים. יתרה מזאת, ניתן למחוק עצמים קטנים יותר במסלול אחד בלבד, וניתן לטפל בקונסטלציה של "167 אובייקטים שונים (פגע בלייזר) ביום אחד, מה שנותן 4.9 שנים להכנס מחדש" לאווירה.
יש לעקוב אחר כל 167 האובייקטים בזהירות כדי לא לשנות את נתיבי האבדון שלהם לרעה; עם זאת, ניתן להשתמש במערכת כדי להתאים מסלולי זבל שטח. עם זאת, הרמות הנוכחיות של מעקב אחר פסולת בחלל אינן מספיקות ליישום LODR, אך יש יתרון כפול של הסרה קלה יותר והימנעות טובה יותר עם שיפור מעקב אחר הפסולת. מעקב טוב יותר יאפשר שליטה טובה יותר על נקודת הכניסה מחדש ושינוי מסלול עם LODR, במידת הצורך.
איך דחיפת אור מלייזר יכולה לשנות מסלול? בעוד שהלייזר אינו פוצץ את הפסולת מהאוויר, הוא עדיין יעיל בגלל אופי המכניקה מסלולית.
תאר לעצמך קובית שיש צורך להיפטר ממנה בגובה נמוך ומעגלי מושלם. הברז בלייזר בעל כוח גבוה ומטוס הפלזמה שנוצר היה דוחף את הקוביות החוצה, רחוק יותר מכדור הארץ (גבוה יותר בגובה) ולתוך מסלול אליפטי יותר.
זה עשוי להיראות כמו רעיון מחריד בתקופה שהקוביות מבלה בגובה גבוה יותר, אבל כשהוא מגיע למחצית העיגול, הוא מרתק את האטמוספרה בגובה נמוך יותר מכיוון שהאליפסה מעוותת בגלל התאמות על ידי הלייזר. מכיוון שגובה נמוך תואם גרירה רבה יותר, הקוביות מאטות וננעל למסלול נמוך יותר. זו הסיבה לכך שמסלולי אליפסה גדולים נקראים מסלולי מעבר, מכיוון שהם מחליפים נתיבים בכביש החלל. כעת, עם השלמת מסלול ההעברה, הקובטסאט מאט דיו כך שלא ניתן יהיה להשיג את מסלולו על ידי הקובסה עוד. לאחר מכן נופל הקובסה מהשמיים.
בשר המחקר של LODR עוסק באווירה שכן הלייזר יכול להתמקד אם לא מטפלים בסערה האטמוספרית. LODR מסובך מכיוון שהסערה באטמוספרה גורמת לעיוותים כמו אלה שרואים מעל דרך ביום קיץ חם או כמו אלה שרואים כשמסתכלים דרך בקבוק זכוכית. סיבוך זה הוא בנוסף לכיוונים שנדרשים לפגוע ביעד, בדיוק כמו הכוונה שלפנינו הדרושה כדי לפגוע בשחקן רץ בבגדול.
ישנן שתי דרכים לבטל את הסערה. ראשית, אפשר להאיר לייזר במקום ידוע באטמוספרה, לרתק את אטומי הנתרן במקום זה. בידיעת גובה הנקודה הזו בשמיים, המערכת יכולה אז להגמיש את המראה המשקפת כדי להביא את הנקודה למיקוד ברגע אחר רגע. לאחר מכן הוא יכול לירות בחופשיות.
דרך שנייה כוללת שימוש במראה Phase Conjugate (PC), הידועה גם בשם רטרפלקטור, שעלולה לבטל אוטומטית סערה על ידי שליחת אור מי משתנה הפאזה. כלומר, היא תחזיר קרן לייזר "מעוותת מנוגדת" שעיוותה לא נעשית על ידי האטמוספרה ויוצרת קרן לייזר חדה.
LODR הוא לא כדור כסף. קווי מדווח כי "הביקורת העיקרית על פרויקט כזה תגיע מהקהילה הבינלאומית, שעלולה לחשוש שאפשר להשתמש בלייזר מספיק חזק למטרות צבאיות כמו פגיעה בלווייני אויב." קווי לאחר מכן ניהל ראיון עם קסלר; המדען הבכיר לשעבר של נאס"א במחקר אורביטל לחקר פסולת שאמר, בגלל הפוליטיקה המעורבת, "כל הצעת לייזר מתה בעת ההגעה." עם זאת, פיפס טוען קוויכי "אם נקבל את שיתוף הפעולה הבינלאומי הנכון, אף אחד לא היה מאמין שהלייזר יהיה כלי נשק בבגדי כבשים."
ישנן עדיין בעיות שלא הושלמו, כפי שמציין קסלר, לפגיעה בחלק הלא נכון של עצם חלל היו תוצאות הרות אסון. "אתה עלול לפגוע בחלק הלא נכון של הלוויין או להתאדות מספיק בכדי לגרום לו להתפוצץ." למרות זאת, לימוד קפדני של החפץ יכול היה למנוע כל סכנה.
