Jinsi obiti ya chini ya ardhi inavyobadilika kuwa lundo la takataka

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Njia ya takataka ya mwanadamu imeenea kwa muda mrefu zaidi ya sayari, mbali hadi angani. Wakati wanaharakati na wanasiasa wanaamua nini cha kufanya na taka za nyumbani Duniani, tani za vifaa ambavyo vimetumika vinakusanyika kwenye obiti.

Wacha tuone ni nini dampo za nafasi zinatengenezwa, ziko wapi na ikiwa uchafu wa "mbinguni" unaweza kuanguka juu ya vichwa vyetu (mharibifu: hii tayari imetokea).

Ni aina gani ya takataka inayoruka angani

Enzi ya anga ilianza kwa kuzinduliwa kwa satelaiti ya kwanza ya bandia mnamo 1957. Tangu wakati huo, wanadamu wamerusha roketi nyingi na kuweka karibu satelaiti 11,000 kwenye obiti. Katika miaka ya hivi karibuni, idadi ya misheni ya anga imeongezeka sana. Sasa nafasi ya karibu inachunguzwa sio tu na majimbo - mashirika ya kibinafsi na mashirika yasiyo ya faida yamejiunga katika biashara. Mzigo kwenye obiti unakua.

Jinsi idadi ya vitu katika nafasi ya karibu na dunia ilivyobadilika

Walakini, satelaiti, kama mbinu nyingine yoyote, huvunjika na kuwa ya kizamani. Wao hubadilishwa na vifaa vipya, na vifaa vilivyoshindwa vinalazimika kuishi maisha yao katika obiti kwa namna ya chuma chakavu. Katika mazingira ya karibu na ya mbali ya sayari yetu, "dampo" zimeonekana.

Vitu vyote vya kiufundi visivyoweza kufanya kazi na vipande vyake vimeainishwa kama uchafu wa nafasi. Zaidi ya hayo hutumiwa hatua za roketi, satelaiti za zamani na vipande vyake. Licha ya uzinduzi wa mara kwa mara wa vifaa vipya, satelaiti zinazofanya kazi katika obiti ni kidogo sana kuliko "taka". Kulingana na makadirio ya Shirika la Anga la Ulaya (ESA), kuna uchafu mdogo milioni 128 kwenye nafasi ya karibu ya dunia, saizi yake ambayo haizidi sentimita, vipande elfu 900 kutoka cm 1 hadi 10 na 34 elfu - zaidi ya 10. cm Kwa kulinganisha: kuna satelaiti 3 tu zinazofanya kazi, 9 thous.

Wanadamu wengi kwa bidii hutumia obiti ya chini ya ardhi (km 200-2000 juu ya usawa wa bahari). Sehemu hii ya anga ya nje ndiyo "iliyo na watu wengi" zaidi na wakati huo huo "chafu zaidi". Katika urefu wa kilomita 650-1000, "dampo" la kwanza liko - magari ya zamani, uchafu wa ukubwa tofauti na satelaiti za kijeshi zilizo na mitambo ya nyuklia "kuishi" hapa. Urefu huo kwa ajili ya uhifadhi wa vitu vinavyoweza kuwa hatari haukuchaguliwa kwa bahati: wanaweza kuwa huko kwa karibu miaka elfu mbili. "Tovuti ya mtihani" ya pili iko kwenye urefu wa kilomita elfu 36 - satelaiti zote ambazo zimetumikia kutoka kwa obiti ya geostationary hutumwa huko.

Hata hivyo, uchafu wa nafasi "nzi" sio tu katika maeneo maalum yaliyotengwa kwa ajili yake. Mgongano na uchafu katika nafasi ya karibu ya dunia unaweza kutokea popote, kwa sababu ni vigumu kutabiri harakati ya chembe ndogo. Lakini inawezekana kukwepa vipande vikubwa - vingi vinatazamwa na mashirika ya anga ya juu ya ulimwengu. Iwapo katika miaka ijayo makampuni kama SpaceX, OneWeb na Amazon yatapeleka maelfu ya satelaiti za mawasiliano duniani kote, wataalamu watalazimika kufuatilia mwendo wa mizunguko kwa uangalifu zaidi ili kuepusha ajali.

Ambao hufuatilia uchafu katika nafasi

Kulingana na ESA, mitandao ya uchunguzi wa anga hufuatilia mara kwa mara uchafu 28,000 tu hasa mkubwa. Mtandao wa Ufuatiliaji wa Anga wa Marekani ni mojawapo ya huduma kuu za uchanganuzi wa vifusi vya anga. Wataalamu huweka katalogi ambapo vitu vikubwa zaidi ya sentimeta 5-10 kutoka kwa obiti ya chini ya Dunia na uchafu kuanzia sentimeta 30 zilizo karibu na geostationary huletwa.

Nchini Marekani, kuna vituo vingine vinavyokusanya na kusindika data sio tu kwenye "taka", bali pia kwenye vifaa vya uendeshaji. Maeneo yao ya kijiografia yanachapishwa katika kikoa cha umma kwenye rasilimali ya Orodha ya Anga, na kutoka kwa Twitter ya Kikosi cha 18 cha Udhibiti wa Anga, unaweza kujifunza kuhusu uharibifu wa magari fulani. Kulingana na habari hii, ramani ya mtandaoni Stuff in Space iliundwa, ambayo inaonyesha kwa wakati halisi nafasi ya satelaiti (dots nyekundu), miili ya roketi (bluu) na uchafu wa nafasi (kijivu). Ramani inasasishwa kila siku na inaonyesha wazi "uhusiano" wa karibu kati ya vifaa vya uendeshaji na "taka".

Nchi za Uropa, Urusi na Uchina pia zinatazama harakati kwenye "nyimbo" za anga kwa kutumia darubini au rada za geostationary. Migongano katika obiti ni nadra, kutokana na huduma zinazokokotoa uwezekano wa ajali.

Je, uchafu wa nafasi hutoka wapi?

Licha ya ukweli kwamba migongano katika nafasi ni nadra, inaathiri sana ukuaji wa "dampo za mbinguni". Moja ya ajali mbaya zaidi za anga ilitokea mnamo 2009: satelaiti ya mawasiliano ya Amerika Iridium na vifaa vya kijeshi vya Urusi visivyofanya kazi "Kosmos-2251" havikuweza kutawanyika. "Mkutano" wao ulisababisha wingu kubwa la uchafu mdogo na zaidi ya vipande 1, 5 elfu, ambavyo hadi leo vinabaki katika nafasi ya karibu ya dunia.

Watafiti huita milipuko sababu kuu ya kutengeneza uchafu wa anga. Mara nyingi hutokea kwa sababu ya kuvuja au kupokanzwa kwa mafuta, ambayo hubakia katika mizinga ya hatua za juu zilizotumiwa tayari, hatua za mwisho za roketi na satelaiti. Vifaa hulipuka kwa sababu ya dosari za muundo au athari ya mazingira magumu ya nafasi. Kwa mfano, mnamo 2018 hatua za juu za Urusi na Amerika "Fregat" na "Centaur" zilianguka kwenye obiti, mnamo 2012 "Briz-M" yetu ilitawanyika vipande vipande. Mnamo Machi 2021, satelaiti ya zamani ya hali ya hewa ya Merika ililipuka, na mwaka mmoja uliopita hatua ya roketi ya Soviet Cyclone-3, ambayo ilikuwa katika anga ya Dunia kwa miaka 29, ikageuka kuwa vipande 75 vinavyoteleza.

Majaribio ya silaha za kupambana na satelaiti huacha njia kubwa ya uchafu. Mnamo 2007, Uchina iliharibu Fengyun-1C yake mwenyewe kwa kombora la masafa ya kati katika mwinuko wa kilomita 865. Imeundwa kuhusu 3, 5 elfu vitu kubwa na idadi isiyohesabika ya vipande hadi 5 sentimita. Mnamo mwaka wa 2019, India pia ilirusha roketi kwenye satelaiti yake - takriban uchafu 400 uliotawanyika katika njia za kuanzia 200 hadi 1600 km.

Wataalamu wa ESA walichanganua zaidi ya visa 560 vya uharibifu wa kifaa. Kama wanavyoona, kuna sababu zingine za malezi ya uchafu wa nafasi kwenye obiti. Mara nyingi, baadhi ya sehemu zake zimekatwa kutoka kwa vifaa, huharibiwa kwa sababu ya kutokamilika kwa muundo au inashindwa wakati wa kuingiliana na anga ya Dunia.

Sababu za uharibifu wa vyombo vya anga

Mnamo 2020, wataalamu kutoka RS Components walichanganua ni nguvu gani kati ya nafasi zilizotawanya nafasi hiyo kwa nguvu zaidi kuliko zingine. Ilibadilika kuwa sehemu kubwa zaidi ya mabaki iliyofuatiliwa leo ni ya Urusi na nchi za CIS - vipande 14,403. Katika nafasi ya pili ni Marekani (8734), katika tatu - China (4688).

Kwa nini utupaji wa nafasi ni hatari

Satelaiti za kisasa zina vifaa vya ulinzi kutoka kwa micrometeorites na uchafu wa nafasi, lakini "silaha" sio daima kuokoa. Uchafu kutoka kwa mlipuko unaendelea kusonga kwa kasi ya awali. Kwa kuwa hakuna nguvu ya msuguano inayoonekana katika nafasi na mvuto wa kawaida haufanyi kazi, kwa kweli hawapunguzi.

Kasi yao inaweza kufikia 8-10 km / s, ambayo ni karibu mara saba kuliko risasi. Vipigo vya vipande vya polepole vinaweza pia kuwa mbaya. Vipande zaidi ya 10 cm kwa ukubwa vina uwezo wa kuharibu kabisa ndege. Migongano na vipande vya zaidi ya 1 cm huvuruga uendeshaji wa chombo au kusababisha milipuko ya vitu visivyofanya kazi. Chembe za millimeter katika hali nyingi huacha nyufa na chips kwenye nyumba.

Mnamo mwaka wa 2016, uchafu mdogo wa ukubwa wa chembe ya vumbi uliacha 7mm kwenye kioo cha dirisha cha ISS. Migongano na vipande vyovyote vya uchafu ni hatari kwa kituo cha nafasi, kwa sababu inasonga katika obiti kwa kasi ya zaidi ya 7.6 km / s. ISS mara kwa mara hufanya ujanja wa kukwepa na kurekebisha mzunguko wake: paneli za kupambana na meteorite haziwezi kuwalinda wafanyakazi katika mgongano na uchafu mkubwa. Wakati mwingine wanaanga wanalazimika kuhama kituo na kungoja wakati wa njia hatari ya uchafu wa nafasi kwenye chombo cha Soyuz, ili kuondoka haraka "meli inayozama" ikiwa ni lazima.

Uendeshaji mwingi wa vyombo vya angani hufanywa ili kuzuia "kukutana" na uchafu. Vitendo hivi vina gharama kubwa. Wataalam hutumia masaa mengi kuhesabu hatari na kupanga njia mpya. Wakati wa ujanja, mafuta hutumiwa, ambayo unapaswa kuchukua nawe "katika hifadhi", na vifaa "vinasimama bila kazi" - havipitishi data muhimu kwa watafiti.

Kwa wale walio duniani, uchafu wa angani hauleti tishio kubwa. Vifaa vidogo vinaweza kuwaka angani, wakati sehemu kubwa zilizotumiwa za roketi au satelaiti, kama sheria, huteremshwa kwenye njia fulani kwenye Bahari ya Pasifiki au katika maeneo yasiyokaliwa na watu huko Kazakhstan. Mara moja tu uchafu wa anga uliotengenezwa na mwanadamu ulimpata mtu. Mnamo 1997, ajali ya gari la uzinduzi la Delta II ya Amerika ilimwangukia Lottie Williams mkazi wa Oklahoma. Msichana alikatishwa tamaa kujua kwamba haikuwa kipande cha nyota kilichoanguka kwenye bega lake, lakini kipande cha tanki la mafuta.

Mshauri wa kisayansi wa NASA Donald Kessler alifanya utabiri usiopendeza mnamo 1978. Baadaye, jambo lililoelezewa naye liliitwa "Ugonjwa wa Kessler." Kulingana na mtaalamu wa anga, siku moja mkusanyiko wa "taka" katika nafasi itaongezeka sana kwamba idadi ya ajali itaanza kukua bila kudhibitiwa. Vifusi vitaanguka kwenye ndege, na hizo zitapasuka vipande vipande na "kushambulia" vitu vingine. Mirundo ya chuma chakavu itatoa obiti za chini zisizoweza kutumika, na ukanda wa takataka utaonekana kuzunguka Dunia, kukumbusha pete za Saturn. Wataalamu wengine wanaamini kwamba mkusanyiko muhimu wa vitu vilivyotengenezwa na mwanadamu katika obiti tayari umefikiwa.