Ғарыш кеңістігін тазарту көзге қарағанда әлдеқайда қиын
Ғарыштық ластану мәселесі бүкіл аэроғарыштық қауымдастықты алаңдатады. Ғарыштық қалдықтардың бақылаусыз пайда болуын болжайтын Кесслер синдромы сияқты төмен Жер орбитасындағы мұндай гипотетикалық оқиғалар тіпті танымал бұқаралық ақпарат құралдарын да қоздырды. Кішігірім фрагменттің қандай қауіп төндіретінін түсіну үшін және ғарышты тазарту үшін қанша төлеуге дайын екенімізді есептеу үшін іргелі зерттеулер қажет екені түсінікті.
Бүгінгі таңда саясаткерлер, ғалымдар, техниктер мен қарапайым жұртшылық ғарыш қоқыстарының көбеюінен терең хабардар. J-K іргелі жұмысының арқасында. Лиувилл мен Николас Джонсон, 2006 жылы жарық көрген, біз барлық ұшырулар тоқтатылса да, қоқыс жылдамдығы болашақта өсе беретінін түсінеміз. Бұл тұрақты өсудің себебі спутниктер мен орбитада орналасқан зымыран сатылары арасында болады деп күтілетін соқтығысулар. Бұл көптеген спутниктік операторларды қатты алаңдатады, олар өз активтерін қорғау үшін тиісті шараларды қабылдауға мәжбүр.
Кейбір сарапшылар бұл оқиғалар Жердің төменгі орбитасына шығуды мүлде мүмкін етпейтін соқтығысулар сериясының бастамасы ғана болады деп санайды. NASA кеңесшісі Дональд Кесслер алғаш рет егжей -тегжейлі сипаттаған бұл құбылысты әдетте Кесслер синдромы деп атайды. Бірақ шындық «Гравитация» көркем фильмінде көрсетілген ұқсас болжамдардан немесе оқиғалардан мүлде өзгеше болуы мүмкін. Шынында да, осы тақырып бойынша алтыншы еуропалық конференцияда агенттіктер арасындағы ғарыштық қоқыстарды үйлестіру комитетіне (IADC) ұсынылған нәтижелер қоқыстың 200 жыл ішінде үздіксіз ұшырылу кезінде тек 30 пайызға ғана күтілетінін көрсетті.
Соқтығысулар әлі де болады, бірақ шындық кейбіреулер қорқатын апатты сценарийден алыс болады. Ғарыштық қоқыс көлемінің өсуін қарапайым деңгейге дейін төмендетуге болады. IADC ұсынысы ғарыштық қоқыстарды азайту бойынша нұсқауларды кеңінен тарату және қатаң сақтау болып табылады, әсіресе ұшудың соңына дейін толық әзірленуі тиіс энергия көздерін бейтараптандыруға қатысты және ұшу аяқталғаннан кейін жою. Соған қарамастан, АХҚО тұрғысынан, қалдықтар көлемінің күтілетін ұлғаюы, жүргізіліп жатқан күш -жігерге қарамастан, әлі де бар қауіп факторларымен күресудің қосымша шараларын енгізуді талап етеді.
Прогресс жоқ па?
Ғарыштық ортаны қалпына келтіруге айтарлықтай қызығушылық Лиувилл мен Джонсонның еңбектері жарияланғаннан кейін тоғыз жыл өткен соң байқалды. Атап айтқанда, бүкіл әлемде объектілерді Жердің төменгі орбитасынан шығару әдістерін әзірлеу бойынша шаралар қабылданды. Мысалы, жақында Еуропалық ғарыш агенттігі алдағы онжылдықта еуропалық ғарыш кемесінің ұшырылуына мемлекеттік қолдауды қамтамасыз ету ниеті туралы мәлімдеді. Агенттік мақсатқа жетудің ұтымды және сенімді жолдарын анықтау үшін көптеген зерттеулер жүргізді. Жоспарлаудың негізгі элементі қоқыс кеңістігінің компьютерлік модельдері болды, ол ғарыш аппараттарын немесе зымыранның белгілі бір кезеңдерін жою арқылы қоқыстың өсуін болдырмауға болатынын көрсетті. Компьютерлік модельдеуде бұл объектілер соқтығысуға ең бейім деп танылады, сондықтан олар орбитадан шығарылғаннан кейін соқтығысу саны күрт төмендеуі керек, бұл қоқыстың шашырауы нәтижесінде жаңа қоқыстың пайда болуына жол бермейді.
Лиувиль мен Джонсонның еңбектерінің жарияланғанына он жылға жуықтады, және халықаралық немесе ұлттық деңгейде Жерге жақын кеңістіктің ластануының салдарын жою жөніндегі шараларды нақты анықтайтын әдістемелік принциптердің жоқтығы таңқаларлық. Қажет болса да, қоқысты жою процедурасын әзірлеуге немқұрайлылық бар сияқты. Бірақ шынымен де солай ма?
Шындығында, жағдай ойлағандай қарапайым емес. Ғарыштық қоқыстарды жою процедурасына қатысты әлі де жауап беруді қажет ететін кейбір негізгі сұрақтар бар. Меншікке, есеп беру мен ашықтыққа қатысты мәселелер ерекше алаңдаушылық туғызады. Мысалы, қоқысты жоюға арналған көптеген технологиялар белсенді ғарыш кемесін жою немесе өшіру үшін де қолданыла алады. Сондықтан, бұл технологиялар қару деп айыптауды күтуге болады. Сонымен қатар, қоқыс шығарудың дәйекті бағдарламасының құнына қатысты сұрақтар бар. Кейбір техникалық мамандар оны ондаған триллион долларға бағалады.
Алайда, барабар әдістемелік принциптердің болмауының ең маңызды себебі - біз мелиорацияны қалай жүргізуді әлі білмеуімізде, бұл іс жүзінде біз ғарышты тазартуды білдіреді. Бірақ бұл бізге қандай технологиялар қажет екенін білмейміз дегенді білдірмейді.
Бір рет қолдануға арналған алгоритмдер іс жүзінде әзірленді. Нақты мәселе қарапайым болып көрінетін тапсырмадан туындайды: орбитадан шығарылатын «дұрыс» қоқысты анықтау. Ал біз бұл мәселені шешпейінше, біз кеңістікті қайтара алмайтын сияқтымыз.
Қалдықтарды ойнау
Қоқысты шығару сияқты қарапайым болып көрінетін мәселені шешудің проблемалық сипатын түсіну үшін біз палубасы 52 қарапайым ойын картасы бар ойынның ұқсастығын қолданамыз. Бұл ұқсастықта әрбір карта ғарыш кеңістігінде соқтығысудың алдын алу үшін жойғымыз келетін нысанды білдіреді. Карталар таратылғаннан кейін біз әр картаны жеке төмен қаратып үстелге қоямыз. Біздің ендігі мақсатымыз - бұл ауруды анықтауға және оларды кестеден алып тастауға тырысу, өйткені бұл карталар спутниктерді немесе болашақта қақтығыстың қатысушылары болуы мүмкін ғарыш қоқыстарының басқа да үлкен объектілерін бейнелейді. Біз қанша картаны үстелден қалағанымызша алып тастай аламыз, бірақ бір картаны алып тастаған кезде біз 10 доллар төлеуіміз керек. Сонымен қатар, біз кетіп бара жатқанда, біз картаға қарауға құқығымыз жоқ (егер спутник орбитадан шығарылса, оның соқтығысудың қатысушысына айналуы мүмкін екенін нақты айта алмаймыз). Ақырында, біз өзіміздің спутниктеріміздің соқтығысуынан болатын ықтимал шығындарды білдіретін үстел үстінде қалған әрбір ац үшін 100 доллар төлеуіміз керек (шын мәнінде жерсерікті ауыстыру құны 100 000 доллардан 2 млрд долларға дейін болуы мүмкін).
Жақсы, біз бұл мәселені қалай шеше аламыз? Артқы жағында барлық карталар бірдей, сондықтан акциялардың қайда екенін айтудың ешқандай жолы жоқ, және біз барлық картаны тазартқанымызға сенімді болудың жалғыз жолы - үстелдегі барлық карталарды тазалау. Біздің мысалда бұл ең көп дегенде 520 доллар тұрады. Ғарыш кеңістігінде бізде бір мәселе бар: біз соқтығысуға қандай объектілер қатысуы мүмкін екенін нақты білмейміз, бірақ олардың барлығын жою тым қымбат, сондықтан таңдау керек. Біз таңдау жасадық деп есептейік: 10 доллар тұратын бір картаны алып тастау үшін, біз Эйсті алып тастау ықтималдығы қандай? Картаның Эйс болу ықтималдығы төртке 52 -ге бөлінеді, басқаша айтқанда 0, 08 немесе 8 пайыз. Осылайша, картаның Эйс емес болу ықтималдығы 92 пайызды құрайды. Бұл біздің 10 долларды босқа жіберу ықтималдығы.
Бұл жолы біз екінші картаны алсақ не болады (бұл бізге тағы 10 доллар тұрады)? Екінші картаның Эйс болу ықтималдығы бірінші картаның Эйс болғанына байланысты. Егер бұлай болған болса, онда екінші картаның да Эйс болу ықтималдығы үшке 51 -ге бөлінеді (өйткені қазір палубада бір картаға азайған үш эйс қана бар). Егер бірінші карта Эйс болмаса, онда екінші картаның Эйс болу ықтималдығы төртке 51 -ге бөлінеді (себебі кіші палубада әлі де төрт эйс бар).
Біз бұл әдісті екі ашаны да алып тастау ықтималдығын анықтау үшін пайдалана аламыз - біз жауап табу үшін ықтималдылықты көбейтеміз: 4/52 есе 3/51, бұл бізге екі картаға 20 доллар тұратын 0,0045 немесе 0,45 пайыз ықтималдығын береді. жойылды. Өте жігерлендірмейді.
Сонымен қатар, біз кем дегенде бір ауруды жою ықтималдығын анықтай аламыз. Екі картаны шығарғаннан кейін, біз кем дегенде бір ашаны сәтті алып тастаудың 15 пайыздық мүмкіндігі бар. Бұл әлдеқайда перспективалы болып көрінеді, бірақ қазір де бұл көрсеткіш жақсы емес.
Естеріңізге сала кетейік, кем дегенде біреуінің сурет салу мүмкіндігін арттыру үшін біз 90 пайызға сенімді болғымыз келсе, тоғыз картадан (90 доллар тұратын) немесе 22 картадан (220 доллар тұратын) алып тастауымыз керек. біз ашалардың бірін алып тастадық. Егер біз табысқа жетсек те, үш эйс әлі де үстел үстінде, сондықтан біз барлығы 520 доллар төлеуіміз керек, бұл кездейсоқ жағдайда, егер біз картаны алып тастау опциясын таңдаған болсақ, төлеуге тура келетін сома.
Ойындар аяқталды
Біздің ұқсастығымыздан нақты ғарыштық ортаға қайта оралсақ, жағдай одан да қорқынышты болып көрінеді. Қазіргі уақытта 20 мыңға жуық объектілер ғарыштық бақылау стансаларының американдық желісінің көмегімен орбитада бақыланады, бұл объектілердің шамамен алты пайызы салмағы бір тоннадан асады, олар гипотетикалық түрде соқтығысуға қатысуы мүмкін және біз жойғымыз келуі мүмкін. Карточканың ұқсастығында біздің мәселе мынада: барлық карталардың артқы жағы бірдей, ал екеуінің күрек болу ықтималдығы екіншісінің де Эйс болу ықтималдығымен бірдей. Қажетті карталарды анықтауға және оларды кестеден алып тастауға ешқандай мүмкіндік жоқ. Шындығында, біздің соқтығысудан аулақ болу мүмкіндігіміз карта ойынына қарағанда әлдеқайда жоғары, өйткені орбитада біз кейбір объектілердің соқтығысу ықтималдығын көре аламыз және оларға назар аудара аламыз. Мысалы, 600 -ден 900 шақырымға дейінгі биіктікте гелиосинхронды тығыз орналасқан орбитада орналасқан объектілер осы аймақтағы кептелістің салдарынан соқтығысуға жиі ұшырайды. Егер біз назарымызды ұқсас объектілерге аударсақ (және басқалары ұқсас орбитада) және олардың соқтығысу ықтималдығы туралы болжамды ескеретін болсақ, апатты соқтығысулардың болжанған санын азайту үшін біз 50 -ге жуық объектіні алып тастауымыз керек. IADC ғарыш агенттігінің мүшелері жүргізген зерттеу нәтижелерінен шығатын бір ғана бірлік.
Тіпті бір ғана ғарыш аппараты арқылы бірнеше нысанды алып тастауға болатын болса да (және бес нысананың әмбебап балама болып көрінетініне қарамастан), көптеген ұшулар - жиі қиын және өршіл - тек бір соқтығысудың алдын алу үшін ғана жасалуы керек.
Неліктен біз соқтығысу ықтималдығын дәл болжай алмаймыз және қауіпті болатынын білетін заттарды ғана алып тастай алмаймыз? Спутниктің траекториясына әсер ететін көптеген параметрлер бар, оның ішінде спутниктің бағдарлануы, ол тұрақсыз қозғалыс немесе ғарыштық ауа райы ма (спутниктердің әсеріне әсер етуі мүмкін). Бастапқы мәндердегі кішігірім қателіктер де спутниктің орнын шындықпен салыстырғанда және салыстырмалы түрде қысқа мерзімнен кейін есептеу нәтижелерінде үлкен сәйкессіздіктерге әкелуі мүмкін. Шын мәнінде, біз синоптиктермен бірдей техниканы қолданамыз: біз нақты нәтижелердің ықтималдығын қалыптастыру үшін модельдерді қолданамыз, бірақ бұл нәтижелер ешқашан алынбайды.
Осылайша, бізде ғарыштық қоқысты жою үшін анда -санда қолдануға болатын технологиялар бар. Бұл е. Деорбит жоспарланған миссиясымен Еуропалық ғарыш агенттігінің ұстанымы, бірақ жою үшін ең қолайлы объектілерді анықтау үшін әлі де шешілуі қажет мәселелер бар. Бұл проблемалар қоршаған ортаны тиімді қалпына келтіру үшін қажет ұзақ мерзімді ғарыштық қоқыстарды жою бағдарламасын дайындауға мүдделі адамдарға қажетті нұсқаулар мен әдістемелік принциптер ұсынылмас бұрын шешілуі тиіс.
Нақты сайттар, олардың саны, талаптары мен шектеулері бойынша әдістемелік принциптер қоршаған ортаны жақсартуға бағытталған күш -жігердің тиімді және құнды болатындығының ықтималдығын арттыру үшін маңызды. Мұндай әдістемелік принциптерді әзірлеу үшін біз қолайлы нәтиже туралы негізсіз күтуімізді қайта қарауымыз керек.
