Em 1957, a União Soviética lançou o primeiro satélite artificial da Terra no espaço, abrindo assim uma nova era na história da humanidade - a era da exploração espacial. Nos últimos 50 anos, o homem enviou ao espaço uma enorme variedade de satélites, foguetes e estações científicas. Tudo isso levou à poluição sistemática do espaço exterior ao redor de nosso planeta. De acordo com informações da NASA, em julho de 2011, 16 094 objetos de origem artificial “giravam” ao redor da Terra, incluindo 3 396 satélites em funcionamento e já falhados, bem como 12 698 blocos de reforço, estágios de veículos lançados e seus destroços. O documento apresentado afirma que em termos de número de objetos de origem artificial em órbita terrestre baixa, a Rússia está em primeiro lugar - 6.075 objetos, dos quais 4667 são detritos espaciais, seguida pelos Estados Unidos, China, França, Índia e Japão.
O tamanho dos detritos que estão na órbita baixa da Terra varia amplamente, desde micropartículas até o tamanho de um ônibus escolar. O mesmo pode ser dito da massa desse lixo. Fragmentos grandes podem pesar até 6 toneladas, enquanto partículas pequenas pesam apenas alguns gramas. Todos esses objetos se movem no espaço em diferentes órbitas e em diferentes velocidades: de 10 mil km / ha 25 mil km / h. Além disso, em caso de colisão de tais fragmentos de detritos espaciais entre si ou com qualquer satélite se movendo em direções opostas, sua velocidade pode chegar a 50 mil km / h.
De acordo com Alexander Bagrov, pesquisador sênior do Instituto de Pesquisa de Astronomia da Academia Russa de Ciências, uma situação paradoxal está surgindo hoje. Quanto mais veículos a humanidade lança no espaço, menos adequado ele se torna para uso. As naves espaciais falham todos os anos com uma regularidade invejável, o resultado disso é que a quantidade de detritos na órbita da Terra aumenta em 4% ao ano. Atualmente, até 150 mil objetos diferentes com tamanhos de 1 a 10 cm giram na órbita da Terra, enquanto as partículas, cujo tamanho é inferior a 1 cm de diâmetro, são simplesmente milhões. Ao mesmo tempo, se em órbitas baixas de até 400 km, os detritos espaciais são desacelerados pelas camadas superiores da atmosfera do planeta e depois de um certo tempo caem na Terra, então podem estar em órbitas geoestacionárias por uma quantidade infinitamente longa de Tempo.
Os foguetes impulsionadores, que são usados para lançar satélites na órbita da Terra, contribuem para o aumento de detritos espaciais. Cerca de 5 a 10% do combustível permanece em seus tanques, que é muito volátil e facilmente se transforma em vapor, o que muitas vezes leva a explosões bastante poderosas. Depois de alguns anos no espaço, os estágios do foguete que serviram ao seu tempo explodem em pedaços, espalhando-se em torno de si como uma espécie de "estilhaço" de pequenos fragmentos. Nos últimos anos, cerca de 182 dessas explosões foram registradas no espaço próximo à Terra. Portanto, apenas uma explosão de um estágio de um foguete indiano causou a formação de 300 grandes destroços de uma vez, bem como incontáveis números de objetos espaciais menores, mas não menos perigosos. Hoje, o mundo já tem as primeiras vítimas de detritos espaciais.
Então, em julho de 1996, a uma altitude de cerca de 660 km. o satélite francês colidiu com um fragmento do terceiro estágio do veículo de lançamento Arian francês, que foi lançado ao espaço muito antes. A velocidade relativa no momento da colisão era de cerca de 15 km / s ou 50 mil km / h. Desnecessário dizer que os especialistas franceses, que perderam a abordagem de seu próprio grande objeto, mordem os cotovelos por muito tempo depois dessa história. Este incidente não se transformou em um grande escândalo internacional, uma vez que os dois objetos que colidiram no espaço eram de origem francesa.
É por isso que o problema com o lixo espacial hoje não precisa de um exagero adicional. Você só precisa ter em mente o fato de que no ritmo atual, em um futuro próximo, uma parte significativa da órbita da Terra não será o lugar mais seguro para espaçonaves. Percebendo isso, o pesquisador Jonathan Missel, que está na Texas Agricultural University, acredita que todos os métodos existentes de limpeza de detritos espaciais têm pelo menos uma de duas doenças comuns. Ou envolvem a realização de missões "Um pedaço de lixo espacial - um necrófago" (que é muito caro), ou implicam a criação de tecnologias, que levarão mais de uma década para serem ajustadas. Enquanto isso, o número de vítimas de detritos espaciais só está crescendo.
Percebendo isso, Jonathan Missel propõe atualizar o conceito de One Piece of Space Junk - One Scavenger para reutilizável. O TAMU Space Sweeper com o satélite Sling-Sat, que ele e seus colegas desenvolveram, está equipado com "braços" personalizáveis especiais. Esse satélite, após sua abordagem aos detritos espaciais, captura-o com um manipulador especial. Ao mesmo tempo, devido a diferentes vetores de movimento, o Sling-Sat começa a girar, mas graças à inclinação ajustável e ao comprimento dos "braços", essa manobra é totalmente controlada, o que permite, girar como uma bola de futebol, de forma significativa mudar sua própria trajetória, enviando um "satélite de estilingue" para os próximos fragmentos espaciais.
No momento em que o satélite está na trajetória em direção ao segundo objeto espacial, o primeiro elemento de detritos espaciais é liberado por ele durante a rotação. Além disso, isso acontecerá em um ângulo tal que uma amostra de detritos espaciais com certeza irá colidir com a atmosfera de nosso planeta, queimando-a. Tendo atingido o segundo objeto de detritos espaciais, este satélite repetirá a operação realizada e o fará todas as vezes, recebendo uma carga adicional de energia cinética dos detritos espaciais e ao mesmo tempo, enviando-a de volta à Terra para o planeta que deu subir para ele.
É importante notar que este conceito é um pouco reminiscente do método dos antigos saltadores gregos, que faziam isso largando halteres (para aceleração adicional). É verdade que, neste caso particular, objetos de detritos espaciais terão que ser pegos e jogados no ar, se o TAMU Space Sweeper vai lidar com isso é uma questão em aberto.
TAMU Space Sweeper
A simulação computacional realizada mostra que o esquema proposto possui uma alta eficiência teórica de combustível. E isso é compreensível: no caso de um "satélite estilingue", a energia deve ser retirada de pedaços de satélites e foguetes já acelerados até a 1ª velocidade cósmica, e não do combustível que teria que ser entregue ao nosso lixo colecionador da Terra.
Claro, o conceito apresentado por Missel tem alguns gargalos. É importante notar que nenhum dos pedaços de lixo espacial, naturalmente, é adequado para uma armadilha de manipulador e, o mais importante, para altas acelerações durante a rotação intensa. Caso a peça seja muito grande e pesada, sua energia durante a rotação pode ser suficiente para destruir a si mesma, assim como ao manipulador. Ao mesmo tempo, é improvável que a criação de um grande número de outros em vez de um objeto de detritos espaciais leve a uma melhoria na situação no espaço em órbitas baixas da Terra. Ao mesmo tempo, é claro, a ideia é vista como interessante e, no caso de implementação técnica adequada, eficaz.
