• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Omfattningen av utmaningen att städa upp rymdskräp avslöjades

    Kredit:CC0 Public Domain

    Nuvarande nivåer av rymdaktivitet kanske inte är hållbara, även utan införandet av så kallade 'mega-konstellationer, ' har en ny studie från University of Southampton visat.

    Professor Hugh Lewis kommer att berätta för delegaterna vid den första internationella konferensen för orbitalskräp att en liten population av satelliter i omloppsbana på en höjd över 1000 km kan leda till fler kollisioner och exponentiell tillväxt av rymdskräp. För att göra saken värre, motåtgärder som är allmänt erkända för att förebygga faror skulle faktiskt kunna öka risken för kollision någon annanstans i omloppsbana, kommer han att tillägga.

    Det finns för närvarande cirka 34, 000 spårbara objekt i omloppsbana runt jorden med många av dem koncentrerade i ett smalt band under 2000 km höjd. Inter-Agency Space Debris Coordination Committee har utsett detta band, vanligen kallad Low Earth Orbit, som en skyddad region på grund av dess betydelse för rymdfärder. IADC har också identifierat ett antal riktlinjer för minskning av rymdskräp som gäller för denna region, i synnerhet "25-årsregeln" som uppmanar satellitoperatörer att minska den tid som deras rymdfarkoster tillbringar i det skyddade området efter avslutat uppdrag. Det var underförstått att dessa åtgärder skulle förhindra uppkomsten av nytt rymdskräp i den skyddade regionen.

    Professor Lewis använde University of Southamptons toppmoderna rymdskräpmodell för att titta på hur den spårbara rymdskrotpopulationen skulle kunna reagera om det fanns ett omfattande antagande av begränsningsriktlinjerna och den senaste rymdaktiviteten fortsatte oförändrad.

    Istället för att fokusera på de kommande 200 årens rymdaktivitet, som många andra studier har gjort, Professor Lewis tittade på effekterna under de kommande 1000 åren.

    Resultaten visade att även om de flesta nya satelliter är utplacerade på höjder långt under 1000 km, det lilla antalet som skjuts upp ovanför detta är tillräckligt för att driva en kollisionskaskad – en serie kollisioner som sker i en accelererande hastighet som ökar rymdskrotpopulationen exponentiellt.

    Professor Lewis sa:"Simuleringarna inkluderade uppskjutningar som placerade färre än 20 satelliter per år i omloppsbana på höjder över 1 000 km och bara en eller två av dessa fanns kvar där när "25-årsregeln" hade tillämpats på de andra. med våra bästa motåtgärder, detta var tillräckligt för att få mängden rymdskräp där att växa okontrollerat."

    Detta kollisionskaskadescenario har talats om i mer än 40 år, ända sedan NASA identifierade faran, men nyligen genomförd forskning hade föreslagit att begränsningsriktlinjerna kunde förhindra det och kontrollera tillväxten av rymdskräppopulationen.

    "Problemet är att våra bästa motåtgärder bromsar hastigheten i kollisionens kaskad i en sådan utsträckning att det är omöjligt att observera i de nuvarande 200-årssimuleringarna. Genom att förlänga dem till 1000 år, den sanna och nästan oundvikliga karaktären av problemet avslöjades."

    Professor Lewis upptäckte att frekvensen av katastrofala kollisioner – som involverade fullständig förstörelse av en satellit – fördubblades vart 200:e till 300:e år på höjder över 1000 km.

    "I början av en simulering, katastrofala kollisioner över 1000 km inträffade ungefär vart 50:e år. I slutet, intervallet var nere i sex år trots att endast en eller två satelliter hade lagts till denna region varje år. Det här resultatet visar verkligen hur känslig skräppopulationen är för vår fortsatta rymdaktivitet."

    Studien avslöjade också en obehaglig överraskning. Medan "25-årsregeln" tydligt bromsade kollisioner över 1 000 km, det ledde till en avsevärd ökning av katastrofala kollisioner lägre i den skyddade regionen.

    För att uppfylla "25-årsregeln" i simuleringarna, varje satellit som sänds upp i låg jordomloppsbana på höjder över cirka 600 km utförde en manöver i slutet av sitt uppdrag. Dessa manövrar skapade ytterligare trafik under 600 km vilket ledde till en stor ökning av kollisioner.

    Professor Lewis sa:"Omkring en fjärdedel av alla katastrofala kollisioner som sågs i simuleringarna involverade satelliter som framgångsrikt hade uppfyllt "25-årsregeln". Om vi ​​bara tittar på kollisioner som involverar hela, eller intakt, satelliter så stiger antalet till två tredjedelar."

    Detta kommer att vara ett bekymmer för organisationer som Inter-Agency Space Debris Coordination Committee, enligt professor Lewis.

    "Något som ansågs vara vår mest effektiva motåtgärd visar sig vara en potentiell källa till kollisioner. Även om dessa kollisioner inte nödvändigtvis kommer att leda till den okontrollerade tillväxten av rymdskräppopulationen kan de mycket väl utgöra ett betydande säkerhetsproblem för satelliter som vill ha att arbeta under 600 km höjd, inklusive några stora konstellationer."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com