Resturi spațiale: putem continua să folosim spațiul mâine?
podcast
În timp ce vorbim despre turismul spațial, să aruncăm o privire asupra stării spațiului din jurul Pământului și, în special, în cazul resturilor spațiale. În prezent, 8.800 de tone de sateliți activi sau morți, resturi de rachete și resturi de satelit orbitează deasupra capetelor noastre. Lansat la 28.000 km pe oră, un fragment de un centimetru poate distruge un satelit. Aceste resturi spațiale pătrund în mod regulat în atmosferă. Unele supraviețuiesc căderii și reprezintă un pericol pentru pământeni. Sunt necesare acțiuni urgente pentru a limita proliferarea lor, avertizează agențiile spațiale precum Centrul Național de Studii Spațiale (CNES). Care sunt riscurile pe care le prezintă resturile spațiale în spațiu și pe Pământ? Cum le putem număra? Cum să le limitați proliferarea și să curățăm spațiul?
Christophe Bonnal, cercetător în departamentul de lansare CNES și președinte al comisiei pentru resturile spațiale a Academiei Internaționale de Astronautică.
Cum detectați și numărați resturile spațiale?
Există diferite tehnologii de detectare, adaptate la diferite altitudini:
Radar: la fel ca radarele rutiere, ele trimit o secvență de unde electromagnetice care sunt reflectate de obiect și se întorc la radar. Măsurând cât durează aceste valuri pentru a face călătoria dus-întors, știm locația lor. Avantajele radarelor sunt că funcționează în toate condițiile meteorologice și pot localiza un obiect la orice viteză. Unul dintre dezavantaje este că performanța sa scade dramatic odată cu distanța. Prin urmare, acestea sunt potrivite doar pentru orbite joase. Un alt dezavantaj al radarului este că nu toate suprafețele reflectă undele la fel de eficient. Se spune adesea că radarele pot detecta obiecte mai mari de 10 cm. Aproximativ treizeci de radare din întreaga lume au făcut posibilă stabilirea unui catalog de 26.000 de resturi spațiale.
Telescoape: acționează ca camerele de luat vederi și detectează obiecte care reflectă lumina soarelui. Telescoapele funcționează bine pentru obiectele de mare altitudine pe orbita geostaționară (36.000 km). Pe de altă parte, performanța sa în detectarea unui obiect depinde în mare măsură de capacitatea sa de a reflecta lumina. Patru telescoape franceze acoperă trei sferturi din orbita geostaționară. Există aproximativ 30 de telescoape în lume.
Laser: este o tehnologie nouă care permite „urmărirea”, adică urmărirea și calcularea orbitei unui obiect cunoscut cu mare precizie. Dezavantajul laserelor de pe Pământ este că atmosfera le întunecă. În prezent se lucrează la lasere pe orbită care nu ar avea această problemă.
Ce riscuri prezintă în spațiu și pe Pământ?
Riscul pentru oamenii de pe Pământ. Orice obiect, până la o altitudine de 2.000 km, este supus efectelor atmosferei reziduale și încetinește. Mecanica spațială arată că atunci când un obiect se oprește, acesta coboară. Apoi toate resturile se trag într-o spirală descendentă accelerată. Într-o zi se vor întoarce pe Pământ. La o altitudine de 800 km, ar putea dura două secole. Când aceste obiecte intră în atmosferă, încep să se fragmenteze. Chiar și obiectele se topesc atunci când sunt scăpate, acestea se evaporă.Excepția a ceea ce nu se vaporizează este titanul sau carbonul! Se estimează că 10-30% din masa unui obiect care orbitează, supraviețuiește reintrării sale în atmosferă. Apoi, unele obiecte ajung la suprafața Pământului. Doar 3% sunt dens populate. Până în prezent, au existat 25.000 de zvonuri despre obiecte orbitale și nicio victimă. Ca o sabie a lui Damocles, avem 8800 de tone deasupra noastră care vor cădea, nu știm unde, nu știm când. De exemplu, s-a recuperat un rezervor de 50 kg din titan din grădina unei femei din Uganda. Până acum a fost noroc, dar în viitor este esențial să controlăm.
Riscul coliziunii pe orbită: un obiect de 2 sau 3 mm poate distruge un satelit. Un obiect de un milimetru are energia unei mingi de bowling lansată la 100 km / h. Dacă aterizează pe computerul de bord, misiunea s-a încheiat. De la 1 cm, satelitul este mort. De la 5 la 10 cm, satelitul nu numai că a murit, dar s-a micșorat: s-a fragmentat în sute de resturi, ceea ce la rândul său reprezintă un pericol. De exemplu, coliziunea dintre cei doi sateliți Iridium 33 și Kosmos 2251 a generat 4.000 de resturi mari. Acesta se numește sindrom Kessler: dezvoltat de Donald Kessler în 1978. această teorie arată că dintr-un anumit volum de resturi din spațiu, coliziunile dintre resturi sunt atât de frecvente încât numărul de resturi crește exponențial. Deci, probleme principale legate de coliziuni sunt că resturile ucid sateliții activi .
Riscul pentru astronauți: astronauții sunt relativ mici, la o altitudine de 420 km. Există încă suficientă atmosferă reziduală pentru a curăța orbitele. Există mai puține riscuri, dar consecințele unei coliziuni ar fi catastrofale. Calculăm că probabilitatea de a pierde un astronaut este de 1 din 60 pe misiune spațială. Acum acest risc este înmulțit cu un factor de 10.
Supărarea astronomilor: Astronomii care privesc cerul sunt împiedicați de sateliți sau resturi care reflectă lumina soarelui. De exemplu, telescopul Observatorului Vera C. Rubin este foarte sensibil și are un câmp vizual larg. Obiectivul este să efectuați o investigație a universului. Telescopul detectează tot ce se află în fața sa, inclusiv zeci de mii de obiecte orbitale.
Cum să limitați proliferarea resturilor spațiale în viitor?
Este imperativ să se limiteze proliferarea de noi resturi. La nivel internațional, Coordonarea interinstituțională a deșeurilor (ICD) stabilește recomandările. Această agenție pe care am numit-o reunește cele 13 agenții spațiale majore capabile să genereze resturi spațiale. Au lucrat la regulile internaționale generale care au apărut în 2002. Comitetul Spațial al Națiunilor Unite a adoptat aceste reguli într-o rezoluție în 2007. Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a acceptat în cele din urmă aceste recomandări. Acestea sunt:
Interzicerea generării deliberate de resturi.
Prevenirea exploziei pe orbită.
Interzicerea șederii mai lungi de 25 de ani.
Evitarea cât mai multă a coliziunilor.
Protejarea populațiilor pe uscat.
La nivel de stat, mai multe țări au stabilit standarde naționale. Nu există un tratat internațional obligatoriu care să reglementeze proliferarea resturilor spațiale. Acest tratat internațional obligatoriu, nici măcar prin intermediul ONU este foarte dificil să se ajungă la un consens cu țări precum China sau Rusia. Mai mult, ar trebui creat un fel de „poliție spațială” și nici o țară nu ar fi de acord să se supună acestor ofițeri de poliție. În acest moment, tot ceea ce este obligatoriu se face la nivel național.
Cum să goliți spațiul? Ar trebui să creăm profesia de colector de gunoi?
Dacă nu dezvoltăm această profesie, suntem condamnați. Pe lângă limitarea proliferării resturilor, spațiul trebuie curățat. zona de 760-820 km - nu există aproape nimic altceva decât deșeuri, nimic nu poate fi aruncat în ea. Pentru a evita coliziunile, trebuie îndepărtate 10 bucăți mari de resturi pe an. Pentru aceasta, trimitem folosind diferite tehnici: braț robotizat, plase, harpoane, suflare cu elice electrice sau atragere cu forță electrostatică.
Această activitate de colectare a gunoiului ar ridica multe întrebări. În primul rând legal: reglementările spațiale stipulează că nu avem dreptul să atingem resturi care nu sunt ale noastre. Fiecare obiect lansat depinde de stările de lansare ale diferitelor țări care l-au produs, asamblat, lansat. Dacă desorbim un fragment care nu ne aparține și ciocnim cu un satelit, cine va fi responsabil? O altă problemă, cea a costurilor: desorbirea unei cantități mari de resturi este foarte costisitoare. De exemplu, startup-ul ClearSpace, care își pregătește prima misiune de desorbire a 120 kg de moloz, a estimat proiectul la 80 de milioane. Cine va plăti pentru curățarea spațiului?
Există o soluție promițătoare pentru a depăși această problemă la care lucrează Agenția Spațială Europeană (ESA). Ar fi vorba de combinarea activității de curățare cu o altă activitate. Sateliții IOS (In Service Orbiting) sunt ca niște dube de recuperare a spațiului: umple, repară și mută sateliții. Misiunea de absorbție devine marginală și, prin urmare, mult mai puțin costisitoare. Pentru a rezolva problema juridică, o soluție ar fi ca satelitul IOS să aibă statutul de lansare al principalelor agenții spațiale. Prin urmare, ar fi permis să desorbiți toate resturile.
_____________________________________________________________________________
din 1957 am făcut observații civile și comerciale 60 de ani mai târziu.Există peste 16000 de obiecte spațiale create de om listate din aproape 1300 care constituie doar sateliți operaționali.
identificarea riscurilor asociate resturilor spațiale.
Resturile spațiale provin din mai multe surse și pot fi clasificate în 4 categorii:
sateliții neoperativi sunt sateliți care au atins termenul contractual și au suferit un eșec prematur cu pierderea consecutivă a controlului.
corpuri de lansare dezafectate, care sunt etapele superioare ale lansatoarelor utilizate pentru a injecta sarcina utilă pe orbita de căutare și care rămân pe orbită după finalizarea misiunii. lansatoarele sunt concepute pentru a pătrunde în atmosferă peste oceane sau zone nelocuite.
misiune:se referă la obiecte și materiale, sisteme de fixare pentru panouri solare etc.
3 accidente au provocat accidental resturi cosmice în ultimii 50 de ani: satelitul cosmos 954 s-a prăbușit pe teritoriul canadian în 1978. Sonda spațială Columbia s-a prăbușit la întoarcerea din misiune în 2003 și s-a ciocnit în 2009 la 770 km altitudine , 2 sateliți din diferite țări iridium 33 și cosmos 2251.
2007. China, care a lansat o rachetă la vechiul său satelit. Și Statele Unite a făcut același lucru în 2008.
Până în prezent, o singură persoană umană a fost lovită pe 22 ianuarie 1997 de resturi spațiale de aproximativ șase centimetri în Tulsa Oklahoma în timp ce se plimba într-un parc. Astăzi, riscul ca o navă spațială să se ciocnească de un obiect mai mare de 1 centimetru (ceea ce ar putea determina nava spațială să se distrugă complet și să genereze alte resturi) este estimat ca un eveniment la fiecare trei până la cinci ani. în altă parte, există aproximativ 750.000 de obiecte periculoase în spațiu. Odată cu multiplicarea proiectelor de constelație a sateliților și apariția de noi lansatoare, lansarea sateliților planificată pentru următorul deceniu și angajată în schimbarea practicilor actuale, numărul de resturi va crește la proporții chiar mai considerabile.
asigurare.
Riscul asociat cu resturile spațiale este considerat relativ scăzut, dar acum se reevaluează expunerea.
Asigurările generale asigură viața pe orbită.
Asigurarea generală distinge trei tipuri de risc: riscul la sol, riscul de lansare și riscul de viață pe orbită.
Asigurarea de daune la satelit este de obicei o bază de acoperire. Daunele cauzate de defecțiuni sunt înțelese ca orice putere falsă care are consecințe asupra funcționării satelitului.
Până în prezent, asigurarea pentru daune spațiale nu prevede o excludere specifică a daunelor cauzate de resturile spațiale ale satelitului.
Acest tip de asigurare va fi extins pentru a acoperi orice daune sau pierderi accidentale ale satelitului asigurat din cauza oricăror resturi spațiale, atât în faza cea mai probabilă din faza de lansare, cât și în timpul fazei de viață pe orbită.
