Qanday qilib past er orbitasi axlat uyumiga aylanadi

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Insonning axlat izi uzoq vaqtdan beri sayyoradan tashqariga, koinotga cho'zilgan. Faollar va siyosatchilar er yuzidagi maishiy chiqindilar bilan nima qilish haqida qaror qabul qilishayotgan bir paytda, orbitalarda foydalanilgan tonnalab uskunalar to'planib bormoqda.

Keling, kosmik chiqindixonalar nimadan yasalganini, ular qayerda joylashganligini va "samoviy" qoldiqlar bizning boshimizga tushishi mumkinligini aniqlaylik (spoiler: bu allaqachon sodir bo'lgan).

Kosmosda qanday axlat uchadi

Kosmik asr 1957 yilda birinchi sun'iy sun'iy yo'ldoshning uchirilishi bilan boshlandi. O'shandan beri insoniyat ko'plab raketalarni uchirdi va deyarli 11 000 sun'iy yo'ldoshni orbitaga chiqardi. So'nggi yillarda kosmik missiyalar soni keskin oshdi. Endi Yerga yaqin fazo nafaqat davlatlar tomonidan o'rganilmoqda - bu biznesga xususiy firmalar va notijorat tashkilotlar qo'shildi. Orbitalardagi yuk ortib bormoqda.

Yerga yaqin kosmosdagi ob'ektlar soni qanday o'zgargan

Biroq, sun'iy yo'ldoshlar, boshqa texnika kabi, buziladi va eskiradi. Ularning o‘rnini yangi qurilmalar egallaydi va ishdan chiqqan qurilmalar o‘z umrini orbitada metallolom shaklida o‘tkazishga majbur bo‘ladi. Sayyoramizning uzoq va yaqin atroflarida "axlatxonalar" paydo bo'ldi.

Ishlamaydigan barcha texnik ob'ektlar va ularning bo'laklari kosmik chiqindilar sifatida tasniflanadi. Uning katta qismi raketa bosqichlari, eski sun'iy yo'ldoshlar va ularning bo'laklari uchun sarflangan. Yangi qurilmalarning doimiy ravishda uchirilishiga qaramay, orbitalarda ishlaydigan sun'iy yo'ldoshlar "chiqindilar" dan ancha kam. Evropa kosmik agentligi (ESA) hisob-kitoblariga ko'ra, Yerga yaqin bo'shliqda 128 million mayda qoldiqlar mavjud bo'lib, ularning o'lchamlari bir santimetrdan oshmaydi, 1 dan 10 sm gacha bo'lgan 900 ming bo'lak va 34 ming - 10 dan ortiq. sm Taqqoslash uchun: atigi 3 ta ishlaydigan sun'iy yo'ldoshlar, 9 mingta.

Insoniyat Yerning past orbitasidan (dengiz sathidan 200-2000 km balandlikda) eng faol foydalanadi. Kosmosning bu qismi eng "zich" va ayni paytda "eng iflos" hisoblanadi. 650-1000 km balandlikda birinchi "axlatxona" joylashgan - bu erda eski transport vositalari, turli o'lchamdagi vayronalar va yadroviy qurilmalarga ega harbiy sun'iy yo'ldoshlar "yashaydi". Potensial xavfli ob'ektlarni saqlash uchun bunday balandliklar tasodifan tanlanmagan: ular taxminan ikki ming yil davomida u erda bo'lishi mumkin. Ikkinchi rasmiy "sinov maydonchasi" taxminan 36 ming km balandlikda joylashgan - u erga geostatsionar orbitadan xizmat qilgan barcha sun'iy yo'ldoshlar yuborilgan.

Biroq, kosmik chiqindilar nafaqat uning uchun maxsus ajratilgan joylarda "uchib ketadi". Erga yaqin fazoda vayronalar bilan to'qnashuv har qanday joyda sodir bo'lishi mumkin, chunki kichik zarrachalarning harakatini oldindan aytish deyarli mumkin emas. Ammo haqiqatan ham katta qismlardan qochish mumkin - ularning aksariyati jahon kosmik agentliklari tomonidan kuzatilmoqda. Agar yaqin yillarda SpaceX, OneWeb va Amazon kabi kompaniyalar Yer uzra minglab aloqa sun`iy yo'ldoshlarini joylashtirsa, mutaxassislar baxtsiz hodisalardan qochish uchun orbitalardagi harakatni ancha diqqat bilan kuzatishi kerak bo'ladi.

Kosmosdagi qoldiqlarni kim kuzatib boradi

ESA ma'lumotlariga ko'ra, kosmik kuzatuv tarmoqlari muntazam ravishda atigi 28 000 ta katta qoldiqlarni kuzatib boradi. AQSh kosmik kuzatuv tarmog'i kosmik vayronalar traektoriyasini tahlil qilish bo'yicha eng yaxshi xizmatlardan biridir. Mutaxassislar katalogni yuritadilar, unda Yerning past orbitasidan 5-10 santimetrdan kattaroq ob'ektlar va geostatsionar yaqinida joylashgan 30 santimetrdan boshlanadigan qoldiqlar olib kelinadi.

Qo'shma Shtatlarda nafaqat "chiqindilar", balki ishlaydigan qurilmalar bo'yicha ham ma'lumotlarni to'playdigan va qayta ishlaydigan boshqa markazlar mavjud. Ularning geolokatsiyalari Space Track resursida jamoat mulki sifatida e'lon qilinadi va 18-kosmik nazorat otryadining Twitter'ida siz ba'zi transport vositalarining yo'q qilinishi haqida bilib olishingiz mumkin. Ushbu ma'lumotlar asosida "Stuff in Space" onlayn xaritasi yaratildi, unda sun'iy yo'ldoshlar (qizil nuqtalar), raketa jismlari (ko'k) va kosmik chiqindilar (kulrang) joylashuvi real vaqt rejimida ko'rsatilgan. Xarita har kuni yangilanadi va operatsion qurilmalar va "chiqindilar" o'rtasidagi yaqin "munosabat" ni aniq ko'rsatib beradi.

Yevropa davlatlari, Rossiya va Xitoy ham teleskoplar yoki geostasionar radarlar yordamida kosmik “treklar”dagi harakatni kuzatmoqda. Avariyalar ehtimolini hisoblaydigan xizmatlar tufayli orbitada to'qnashuvlar kam uchraydi.

Kosmik qoldiqlar qayerdan keladi?

Kosmosdagi to'qnashuvlar kamdan-kam sodir bo'lishiga qaramay, ular "samoviy axlatxonalar" ning o'sishiga jiddiy ta'sir qiladi. Eng jiddiy kosmik avariyalardan biri 2009 yilda sodir bo'lgan: Amerikaning Iridium aloqa sun'iy yo'ldoshi va ishlamay qolgan Rossiya harbiy apparati "Kosmos-2251" tarqala olmadi. Ularning "uchrashuvi" kichik qoldiqlarning katta bulutini va 1,5 mingdan ortiq yirik bo'laklarni keltirib chiqardi, ular hozirgi kunga qadar er yaqinida qolmoqda.

Tadqiqotchilar portlashlarni kosmik qoldiqlarning paydo bo'lishining asosiy sababi deb atashadi. Ko'pincha ular allaqachon sarflangan yuqori bosqichlar, raketalar va sun'iy yo'ldoshlarning oxirgi bosqichlari tanklarida qoladigan yoqilg'ining oqishi yoki isishi tufayli yuzaga keladi. Uskunalar dizayndagi kamchiliklar yoki qattiq kosmik muhitning ta'siri tufayli portlaydi. Misol uchun, 2018 yilda Rossiya va Amerikaning "Fregat" va "Kentavr" yuqori bosqichlari orbitada qulagan bo'lsa, 2012 yilda bizning "Briz-M" bo'laklarga tarqalib ketdi. 2021 yil mart oyida AQShning eski meteorologik sun'iy yo'ldoshi portladi va bir yil oldin 29 yil davomida Yerga yaqin kosmosda bo'lgan Sovet Siklon-3 raketasining bir bosqichi 75 ta suzuvchi bo'laklarga aylandi.

Sun'iy yo'ldoshga qarshi qurollarning sinovlari katta qoldiq izlarini qoldiradi. 2007 yilda Xitoy o'zining Fengyun-1C ni 865 km balandlikda o'rta masofaga uchuvchi raketasi bilan yo'q qildi. 3,5 mingga yaqin yirik ob'ektlar va 5 santimetrgacha bo'lgan son-sanoqsiz bo'laklar hosil bo'ldi. 2019-yilda Hindiston ham sun’iy yo‘ldoshiga raketa uchirdi – 200 dan 1600 km gacha bo‘lgan orbitalarda 400 ga yaqin vayronalar sochildi.

ESA mutaxassislari qurilmalarni yo'q qilishning 560 dan ortiq holatlarini tahlil qilishdi. Ular ta'kidlaganidek, orbitalarda kosmik qoldiqlarning paydo bo'lishining boshqa sabablari ham bor. Ko'pincha, uning ba'zi qismlari apparatdan uzilib qoladi, u tuzilishdagi nomukammallik tufayli yo'q qilinadi yoki Yer atmosferasi bilan o'zaro ta'sir qilishda muvaffaqiyatsizlikka uchraydi.

Kosmik kemalarni yo'q qilish sabablari

2020 yilda RS Components mutaxassislari kosmik kuchlarning qaysi biri kosmosni boshqalarga qaraganda kuchliroq ifloslantirganini tahlil qilishdi. Ma’lum bo‘lishicha, bugungi kunda kuzatilayotgan samolyot qoldiqlarining eng katta qismi Rossiya va MDH davlatlariga tegishli – 14 403 ta parcha. Ikkinchi o'rinda AQSH (8734), uchinchi o'rinda Xitoy (4688).

Nima uchun kosmik chiqindilar xavfli

Zamonaviy sun'iy yo'ldoshlar mikrometeoritlar va kosmik qoldiqlardan himoya bilan jihozlangan, ammo "zirh" har doim ham tejaydi. Portlash qoldiqlari dastlabki tezlikda harakat qilishda davom etmoqda. Kosmosda seziladigan ishqalanish kuchi yo'qligi va odatiy tortishish ta'sir qilmagani uchun ular amalda sekinlashmaydi.

Ularning tezligi 8-10 km / s ga yetishi mumkin, bu o'qdan deyarli etti baravar tezroq. Sekinroq bo'laklarning zarbalari ham halokatli bo'lishi mumkin. 10 sm dan ortiq bo'laklar samolyotni butunlay yo'q qilishga qodir. 1 sm dan ortiq bo'laklar bilan to'qnashuvlar kosmik kemaning ishlashini buzadi yoki ishlamaydigan ob'ektlarning portlashiga olib keladi. Ko'p hollarda millimetr zarralari korpuslarda yoriqlar va chiplar qoldiradi.

2016-yilda kattaligi chang zarrasidek mayda qoldiq ISS oynasi oynasida 7 mm chuqurlik qoldirgan. Har qanday vayronalar bo'laklari bilan to'qnashuvlar kosmik stantsiya uchun xavflidir, chunki u orbitada 7,6 km / s dan yuqori tezlikda harakat qiladi. ISS muntazam ravishda qochish manevrlarini amalga oshiradi va orbitasini to'g'rilaydi: meteoritlarga qarshi panellar katta vayronalar bilan to'qnashuvda ekipajni himoya qila olmaydi. Ba'zida kosmonavtlar stantsiyani evakuatsiya qilishga va kerak bo'lganda "cho'kayotgan kemani" tezda tark etish uchun "Soyuz" kosmik kemasidagi kosmik chiqindilarga xavfli yaqinlashish vaqtini kutishga majbur bo'lishadi.

Kosmik kemalarning aksariyat manevrlari vayronalar bilan "uchrashuv" dan qochish uchun amalga oshiriladi. Bu harakatlar qimmatga tushadi. Mutaxassislar xavflarni hisoblash va yangi traektoriyani rejalashtirish uchun soatlab sarflashadi. Manevr paytida yoqilg'i sarflanadi, siz uni "zahirada" o'zingiz bilan olib ketishingiz kerak, qurilmalar esa "bo'sh turishadi" - ular tadqiqotchilar uchun zarur bo'lgan ma'lumotlarni uzatmaydi.

Er yuzidagilar uchun kosmik chiqindilar jiddiy xavf tug'dirmaydi. Kichik qurilmalar atmosferada yonib ketishga muvaffaq bo'ladi, raketa yoki sun'iy yo'ldoshlarning katta sarflangan qismlari, qoida tariqasida, ma'lum bir traektoriya bo'ylab Tinch okeaniga yoki Qozog'istonning aholi yashamaydigan hududlariga tushiriladi. Faqat bir marta texnogen kosmik qoldiqlar odamga tegdi. 1997 yilda Amerikaning Delta II raketasi halokati Oklaxomada yashovchi Lotti Uilyamsga qulagan. Qizning yelkasiga yulduzning bo‘lagi emas, yoqilg‘i bakining bo‘lagi tushganini bilib, hafsalasi pir bo‘ldi.

NASA ilmiy maslahatchisi Donald Kessler 1978 yilda yoqimsiz bashorat qildi. Keyinchalik u tomonidan tasvirlangan hodisa "Kessler sindromi" deb nomlandi. Astrofizikning so‘zlariga ko‘ra, bir kun kelib koinotda “chiqindi”lar kontsentratsiyasi shunchalik ko‘payadiki, baxtsiz hodisalar soni nazoratsiz ravishda oshib keta boshlaydi. Chiqindilar samolyotga qulab tushadi va ular parchalanib, boshqa narsalarga "hujum" qiladi. Metall parchalari uyumlari pastki orbitalarni yaroqsiz holga keltiradi va Yer atrofida Saturn halqalarini eslatuvchi axlat kamari paydo bo‘ladi. Ba'zi ekspertlarning fikricha, orbitada texnogen jismlarning kritik kontsentratsiyasi allaqachon erishilgan.