Машината, която ще събира боклук в космоса
Десетилетия космически изследвания вече са направили пласт от космически боклуци около Земята. И този пласт е много повече от леко неудобство – функционални спътници, космически совалки, които превозват астронавти напред-назад и Международната космическа станция (МКС) – всички те трябва да се съобразяват и избягват боклуците. По-рано тази година в 17-метровото рамо на МКС зейва дупка, за която се смята, че е причинена от обект, твърде малък за проследяване. Инцидентът се случва само 8 месеца след като МКС заобикаля друга, по-голяма отломка. Пелената от боклук сега включва 27 000 каталогизирани обекта – от парчета боя до части от ракети – и всички те заплашват да повредят космически апарати, които струват милиони.
„Това е може би един от най -важните екологични проблеми на нашето време“, казва Хю Луис, астронавтичен инженер от университета в Саутхемптън, Обединеното кралство.
За да се справи с този проблем, Astroscale Inc., частна компания със седалище в Япония, разработва няколко космически кораба, които имат способността на почистят космоса. Компанията е на път да достави първия в света космически камион за боклук през 2024 г. и преди седмица обяви, че прототипът завърши първата си демонстрация в космоса. Въпреки че експертите казват, че едно активно средство за отстраняване на отломки не е достатъчно за решаване на проблема, това е важна първа стъпка към защита на ценно оборудване горе, включително спътници, които помагат при всичко – от прогнозите за времето до GPS навигацията. „Тези услуги са застрашени“, потвърждава Люис.
Водещата мисия се казва ELSA, съкратено от end-of-life services by Astroscale (по смисъл: услуга от Astroscale по прибиране на апарати и отломки след края на живота им). ELSA ще изтегли спътници, които вече не работят от голямата им надморска височина, до естественият крематориум на планетата: богатата на кислород атмосфера. И космическият чистач, и сателитът ще изгорят там, преди да ударят повърхността на Земята. През март тази година Astroscale стартира своя прототип ELSA-d (d означава демонстрация – demonstration), за да тества своята технология. Той съдържа два спътника: преследвач и цел, която да действа като парче отломка. Всеки сателит е оборудван с магнитна плоча, така че преследвачът да може да захване целта си.
Скоро сателитната двойка успешно изпълни първата от четирите демонстрации за улавяне и освобождаване на отломки. В този първи тест преследвачът потвърди ефективността на своята магнитна система за улавяне, като изхвърли целта си, след което я хвана на близко разстояние. През цялото време наземното управление калибрира сензорите на ELSA-d и проверява оперативните процедури. През следващите месеци ELSA-d ще се подложи на предизвикателства с нарастваща сложност – от преследване на цел, която се отдалечава, до преследването на свободно падаща цел и промяна на траекторията й. Четвъртият и последен тест на ELSA-d ще представлява мисия, в която преследвачът инспектира целта от близко разстояние и позволява на своите човешки оператори да вземат решение дали да бъде почистена. В огнения финал и целта, и ловецът ще се спуснат към долната орбита на Земята, където ще изгорят в атмосферата.
„След като тези технологии бъдат демонстрирани и световната общност види, че ELSA е наистина голяма стъпка към активното отстраняване на отпадъци, те ще я приемат като реалност“, казва Майк Линдзи, Главният технологичен директор на Astroscale. „И се надяваме, че ще включат тази възможност в собствените си планове“, докато подготвят следващото поколение спътници, добавя той.
Дупка в радиатора на совалката Индевър
Подобно на всяка друга мисия, начинанието на Astroscale носи потенциален риск от провал, но „при нормални условия нямам причина да вярвам, че тяхната демонстрация няма да бъде успешна“, казва Мориба Джа, астродинамик и космически природозащитник в университета. от Тексас, Остин, който не участва в проекта ELSA. Въпреки че едно такова средство няма да промени много в един стар десетилетия проблем, той смята, че ELSA-d е малка, но важна първа стъпка. „Трябва да започнем да правим нещо“, казва той. „Ще са необходими обаче много полезни усилия, за да има някаква съществена разлика.“
Докато от Astroscale са оптимисти, че една поредица от успешни демонстрации ще привлече нови клиенти, програмата за почистване все още зависи от добронамереността на космическите компании да почистят след себе си – нито един международен субект или закон не налага това.
Космическият заден двор на Земята е класически пример за трагедията на общите блага, при които съвместната собственост върху стока между множество държави стимулира всички да я използват и никой да не се грижи за нея.
Докато Междуведомственият координационен комитет за космически отпадъци е изготвил набор от международни насоки за управление на космическите отпадъци и минимизиране на замърсяването в бъдещи мисии, няма въведен механизъм, който да гарантира прилагането им.
Освен това ELSA е създаден само за почистване на обекти с тегло по-малко от един метричен тон, върху които има магнити. Но най-увреждащите обекти в космоса са големите ракетни ускорители, изхвърлени от края на 20 до началото на 21 век. Тези обекти тежки и несиметрични, заради което техните скорости, траектории и позиции са предизвикателство за анализиране, което пък усложнява всеки практически план за тяхното унищожаване. Те също са свръхголеми, с тегло почти десет метрични тона всеки и не само са твърде големи, за да бъдат събрани в момента, но може и да не изгорят напълно в атмосферата, ако се хвърлят към Земята.
И все пак космическите услуги на Astroscale са от решаващо значение за отстраняването на гигантския проблем, тъй като се фокусират върху по-малките, по-нови спътници, които тепърва ще бъдат изстрелвани. Компании като SpaceX и Amazon планират да изнесат хиляди спътници през следващите няколко години, а ELSA може по-късно да събере тези спътници, когато те неизбежно прекратят работа. Ако демонстрациите на технологията са успешни, Astroscale се надява, че частните компании ще поемат инициативата да инсталират магнитни плочи на своите машини и да сключат договор за услугите им. Една компания вече е на борда: базираната във Великобритания OneWeb. Тя е оборудвала най-новите си спътници със съвместими с ELSA докинг плочи. Освен това OneWeb отпуска на Astroscale 3,3 милиона долара финансиране по-рано тази година, за да подготви технологията си.
