• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Rymdskräp:En återvinningsstation kan städa upp i jordens omloppsbana år 2050

    Den internationella rymdstationen flyter i omloppsbana runt jorden. Kan en liknande struktur utformas för att hysa en återvinningsanläggning för rymdskräp? Kredit:Vadim Sadovski/Shutterstock

    Det finns cirka 22, 000 stora föremål som kretsar runt jorden, inklusive fungerande och trasiga satelliter och bitar av gamla raketer från tidigare rymdexpeditioner. Om du inkluderar all utrustning som tappats av astronauter när de flyter i rymden och skräpet från kolliderande satelliter ner till cirka 1 cm i storlek, det finns ungefär en miljon bitar av rymdskräp i jordens omloppsbana.

    Dessa siffror är sannolikt underskattade. Med fler satelliter och raketer som skjuts upp varje år, kollisioner med rymdskräp blir mer sannolika. Att förlora en satellit kan betyda att din TV-mottagning är dålig eller att väderprognosen är lite mindre tillförlitlig. Men det kan också betyda att flygplan inte kan navigera ordentligt och att folk inte blir medvetna om en tornado som drar ner mot dem.

    Det behövs en långsiktig lösning för att städa upp utrymmet. Gateway Earth Development Group är en samling akademiker från universitet runt om i världen som föreslår att denna potentiella katastrof ska bli en resurs. År 2050, Gateway Earth – en fullt fungerande rymdstation med en anläggning för att återvinna gamla satelliter och annat skräp – kan vara igång.

    Jordens banor

    Det finns två huvudbanor som satelliter finns i. Low Earth Orbit (LEO) är cirka 200 km till 1, 000 km över jorden och det är där den internationella rymdstationen kretsar runt planeten var 90:e minut, tillsammans med tusentals andra satelliter. Vid 36, 000 km, krafterna som verkar på satelliter gör att de stannar på samma plats i sin omloppsbana. Detta kallas Geostationary Earth Orbit (GEO). Satelliter här är stationära ovanför en enda punkt på jorden, vilket gör dem användbara för väderprognoser och kommunikationer.

    LEO är väldigt trångt, och det finns risk för kollisioner här som kan skapa en skräpregn så bred att den kolliderar med andra satelliter, skapar mer och mer skräp i en kedjereaktion. Så småningom kan hela omloppsbanan bli så full av skräp att den är oanvändbar. Mycket skräp skräpar redan ner LEO, men teknik utvecklas och testas för att ta bort den. Situationen är svårare för GEO, fastän.

    I GEO, när en satellit närmar sig slutet av sin livstid, ägarna kommer att försöka placera den i en högre "kyrkogårdsbana" där den får driva omkring 300 km till 400 km bort från en internationellt överenskommen skyddszon. Men bara cirka 80 % av alla satelliter som når slutet av sitt liv i GEO tar sig faktiskt till kyrkogårdsbanan. De övriga 20% behöver hanteras som en brådskande fråga - och det är där en återvinningsanläggning i rymden kan hjälpa.

    En datorgenererad bild av satelliter i GEO och LEO, exklusive skräpet som är betydligt fler än satelliter. Kredit:NASA Orbital Debris Program Office

    Återvinning i rymden

    Kyrkogårdsbanan är i själva verket en övergiven skrotgård utan vaktmästare. Blixtar av starkt ljus har setts där inne och man tror att satelliter kolliderar eller exploderar från oanvänt bränsle eller förstörda batterier, dessa skräp har potential att falla tillbaka till GEO, hotande satelliter där.

    Lagen är för närvarande inte på sidan av en kollektiv lösning på rymdskräp. Även om en utom kontroll satellit är på väg mot en som fungerar och är värd miljarder dollar, internationella avtal förbjuder åtgärder för att ta bort den utan ägarens tillstånd, även om en rymddrönare kunde ingripa och ta den till kyrkogårdsbanan.

    Genom att reparera, återanvändning eller återvinning av satelliter och "rymdskräp" vid en anläggning i jordens omloppsbana, detta material kan hjälpa till att bygga framtida rymdfarkoster eller utposter för utforskning, som en bas på månen. Att använda det som redan flyter runt där uppe innebär att det inte finns några lanseringskostnader och att använda dessa resurser kommer att minska rymdskräp. Det motsvarar att bygga ett hem i Storbritannien av lokala material snarare än att importera tegel från Australien.

    Återvinning av satelliter skulle kunna tillhandahålla inte bara råmaterial för mer konstruktion i rymden, men en intäktsström för att finansiera det. Min forskning visade att en bana 150 km längre ut som GEO Gateway Earth skulle ha tillgång till hela GEO. Därifrån kunde hela satelliter föras av rymddrönare till den flytande återvinningscentralen för en finjustering vid behov.

    Att tillhandahålla dessa tjänster kan inbringa över 8 miljarder USD per år, men rymdlagarna som skulle styra detta arbete är föråldrade och behöver revideras. Lyckligtvis, detta är något som FN redan arbetar med, och våra medlemmar arbetar med dem för att övervinna barriärer.

    Om dessa satelliter inte längre kan användas, skalet kan användas för andra ändamål. En del av det återvunna materialet från rymdskräp skulle kunna malas ner och användas för att 3-D-printa strålningsskärmning för Gateway Earth. Studier har visat att effektiviteten hos solpaneler från nedlagda satelliter bara sjunker till cirka 24 % efter 15 år, så dessa kunde samlas in och användas för att driva stationen.

    Några av de mest avancerade kamerorna som någonsin byggts finns i rymden. Dessa kan återmonteras på Gateway Earth eller nya satelliter för att skanna rymden efter asteroider som kan kollidera med jorden. Eftersom verksamheten med att distribuera och använda satelliter kommer att växa i en fenomenal takt, att ha en utpost i omloppsbana som kan hantera dem alla kommer att bli livsviktigt.

    Gateway Earth har planer på att generera ytterligare intäkter i framtiden genom att fungera som ett rymdhotell, en satellit- och rymdfarkostkonstruktion och en bränslehub för rymdfarkoster som färdas mellan planeter. Vi behöver en utrymmesekvivalent för väckarklockan av plast som folk hörde från Blue Planet 2. Det finns fortfarande tid, men planer på att städa upp jordens omloppsbana måste åtgärdas nu. Under de kommande tio åren, 150 nya GEO-satelliter planeras vilket kommer att öka kollisionsrisken avsevärt.

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com