Procesi i eksplorimit të hapësirës, i cili praktikisht filloi në mesin e shekullit të 20-të, zakonisht paraqitet në anën pozitive si një fazë e re në zhvillimin e njohurive shkencore dhe teknologjike. Sidoqoftë, tashmë pas lëshimit të satelitit të parë, filloi paralelisht një proces krejtësisht i ndryshëm negativ, i lidhur me bllokimin e orbitave afër Tokës. Mbetjet e krijuara nga njeriu në hapësirë përbëjnë një mori kërcënimesh si për anijen kozmike ashtu edhe për Tokën.
Burimet e mbeturinave hapësinore
Plehrat në këtë rast i referohen derivateve të një natyre të krijuar nga njeriu, të cilat janë shumë të ndryshme, por që lidhen me veprimtarinë e drejtpërdrejtë njerëzore. Për shembull, meteoroidet natyrale nuk përbëjnë një kërcënim, ndryshe nga mbetjet e prodhuara nga njeriu, të cilat përbëjnë kërcënim për shkak të qëndrimit të gjatë në orbitën e ulët të Tokës.
Pra, nga vijnë mbeturinat e rrezikshme në hapësirë? Pjesa më e madhe ështëgjeneruar gjatë lëshimeve satelitore dhe lëshimeve të mjeteve të tjera në orbitë. Në procese të tilla përfshihen domosdoshmërisht anijet shoqëruese të drejtuara me njerëz ose automatike, të cilat lënë pas objekte teknike dhe materiale harxhuese. Burimi më i rrezikshëm i ndotjes së këtij lloji është shkatërrimi i satelitëve dhe anijeve në orbitë, si rezultat i të cilit pajisjet e pamenaxhuara dhe pjesët strukturore të avionëve mbeten në hapësirë. Në vetvete, fragmentet pas përplasjeve të pajisjeve ose në procesin e lëshimit të planifikuar të mbetjeve nuk përbëjnë një kërcënim serioz në një numër të vetëm. Megjithatë, me akumulimin afatgjatë, formohen objekte të mëdha, shpesh me një potencial të lartë radioaktiv, gjë që e bën të vështirë shkatërrimin e tyre.
Një rol të rëndësishëm në proceset e formimit të mbeturinave të rrezikshme luan efekti i degradimit "moshë" të mbeturinave nga objektet hapësinore në një mjedis agresiv. Të njëjtat akumulime mbeturinash ndikohen negativisht nga pluhuri kozmik, rrezatimi, ekstremet e temperaturës, oksidimi i oksigjenit, etj. Kështu, duhet të përballemi jo vetëm me elementë fizikë që paraqesin rrezik përplasjeje, por me materiale të pakontrolluara dhe shpërthyese që rrisin rrezikun. të fatkeqësive.
Monitorimi i mbeturinave hapësinore
Rreziqet ekzistuese që lidhen me praninë e mbeturinave hapësinore kërkojnë gjithashtu kërkime të vazhdueshme në orbitat afër Tokës. Pajisjet speciale skanojnë mbetjet e prodhuara nga njeriu sipas disa karakteristikave, duke përfshirë madhësinë, masën, formën, shpejtësinë,trajektorja, përbërja etj.. Në varësi të largësisë nga Toka përdoren pajisje të caktuara. Për shembull, orbita e ulët e Tokës së sistemit LEO mbulon në mënyrë konvencionale një distancë nga 100 në 2000 km. Inxhinieri radio, radari, optik, optoelektronik, lazer dhe pajisje të tjera për vëzhgimin e mbeturinave hapësinore funksionojnë në këtë spektër. Në të njëjtën kohë, po zhvillohen algoritme speciale për të analizuar informacionin e marrë në këto pajisje. Për të kombinuar një grup të dhënash të fragmentuara, përdoren modele komplekse llogaritëse matematikore, të cilat japin një pamje relativisht të plotë të asaj që po ndodh në një zonë të caktuar vëzhgimi.
Pavarësisht përdorimit të metodave të monitorimit të teknologjisë së lartë, ka ende probleme me gjurmimin e grimcave të vogla deri në disa milimetra. Fragmente të tilla mund të studiohen vetëm pjesërisht nga sensorët në bord, por kjo nuk mjafton për të marrë informacion gjithëpërfshirës, për shembull, në lidhje me përbërjen kimike të objektit. Një nga drejtimet për monitorimin e grimcave të tilla është e ashtuquajtura matje pasive. Në një kohë, sipas këtij parimi, u studiuan përbërësit e stacionit hapësinor Mir të kthyer në Tokë. Thelbi i kësaj teknologjie është të regjistrojë ndikimet e grimcave të studiuara në sipërfaqen e aparatit në hapësirë të hapur. Në laboratorë u analizuan lloje të ndryshme dëmtimesh, të cilat bënë të mundur marrjen e informacionit shtesë për mbeturinat hapësinore. Sot, ekipe kozmonautësh po punojnë përgjatë kësaj rruge kërkimi direkt në orbitë, duke inspektuar sipërfaqet e anijeve kozmike që veprojnë.
Shpërndarja e mbeturinave në hapësirën afër Tokës
Monitorimi i hapësirës së jashtme tregon një shpërndarje të pabarabartë të mbeturinave të llojeve të ndryshme në orbita. Grupet më të mëdha vërehen në rajonin e orbitës së ulët - në veçanti, krahasuar me orbitat e larta, ndryshimi në densitet mund të jetë një mijëfish. Në të njëjtën kohë, ekziston një marrëdhënie midis densitetit të grupimeve dhe madhësive të grimcave. Dendësia hapësinore e mbeturinave me madhësi mesatare është zakonisht më e ulët në orbita të larta sesa në orbita të ulëta në një proporcion më të vogël në krahasim me elementët me kokërr të trashë.
Karakteristikat e shpërndarjes së mbeturinave hapësinore rreth Tokës ndikohen nga një sërë faktorësh, ndër të cilët janë tiparet e origjinës. Për shembull, fragmente të vogla të formuara si rezultat i shkatërrimit të pjesëve të stacionit ose satelitëve kanë vektorë të shpejtësisë së paqëndrueshme. Sa i përket mbeturinave të mëdha, për shkak të dinamikës së tij të lartë është në gjendje të arrijë lartësi të mëdha deri në 20,000 km, dhe gjithashtu të përhapet në unazën gjeostacionare. Në nivelin 2000 km, ka një shpërndarje të pabarabartë me pika të rritjes së densitetit në 1000 dhe 1500 km në veçanti. Nga rruga, orbita gjeostacionare është më e bllokuara dhe në zonën e saj është regjistruar një tendencë e lartë e mbeturinave për të lëvizur.
Tendencat e zhvillimit të mbeturinave hapësinore
Shkencëtarët e hapësirës janë më të shqetësuar për kërcënimet potenciale sesa për kërcënimet aktualembeturinat në orbitat e Tokës. Për momentin, studimet sugjerojnë një rritje të shkallës së ndotjes me 4-5% në vit. Për më tepër, roli i nisjeve të anijeve kozmike ende nuk është vlerësuar me besueshmëri në drejtim të rritjes së popullsisë së trupave të huaj në orbita të ndryshme. Objektet e mëdha janë të përshtatshme për parashikim, por, siç u përmend tashmë, informacioni i kufizuar për mbeturinat e vogla edhe në hapësirën e afërt nuk na lejon të flasim me një shkallë të lartë objektiviteti për karakteristikat e mbeturinave masive. Pavarësisht kësaj, shkencëtarët nxjerrin dy përfundime të paqarta në lidhje me mbeturinat e vogla:
- Vëllimi i grimcave të vogla që formohen si rezultat i shkatërrimit rritet në mënyrë të qëndrueshme me rritjen e numrit të përplasjeve. Si në kushte laboratorike ashtu edhe në studime teorike, u tregua se fragmente të vogla përbëjnë një pjesë të konsiderueshme të elementeve që janë të ndara nga objektet e shkatërrimit.
- Grimcat shumë të vogla në formën e të njëjtave produkte përplasjeje janë më të ndjeshme ndaj efekteve negative të forcave të jashtme. Efekti i degradimit kur mbeturinat janë në kushte agresive për një kohë të gjatë zvogëlon gjasat për një vlerësim të besueshëm të së ardhmes së akumulimeve të tilla.
Natyrisht, problemet e gjetjes së mbeturinave në hapësirë vetëm do të përkeqësohen, gjë që kërkon miratimin e masave të duhura. Por edhe me një mbyllje të plotë të projekteve të lidhura me hapësirën, orbita e Tokës do të vazhdojë të bllokohet si rezultat i përplasjes së elementëve ekzistues të ndotjes me grimcat natyrore. Me inerci, ky proces do të vazhdojë edhe për të paktën 100 të tjeravjet.
Llojet e efekteve të ndotjes së hapësirës
Pasojat negative më të rrezikshme nga ndikimi i mbeturinave hapësinore përfshijnë si më poshtë:
- Dëm ekologjik në Tokë. Në vetvete, prania e mbeturinave teknogjene brenda orbitës afër Tokës sjell një ndryshim në sfondin ekologjik dhe cenon pastërtinë origjinale të mjedisit. Sipas astronomëve-vëzhguesve, procesi i uljes së transparencës së hapësirës afër Tokës tashmë po përparon, gjë që shpjegon edhe praninë e ndërhyrjeve në funksionimin e pajisjeve radio. Direkt për Tokën, mund të vërehet rreziku i rënies së komponentëve me lëndë djegëse që sigurojnë funksionimin e motorëve reaktiv.
- Mbetrat që bien në Tokë. Edhe pa një efekt radioaktiv, rënia e mbetjeve të prodhuara nga njeriu nga hapësira e afërt mund të çojë në pasoja katastrofike. Deri më sot, objektet më të mëdha të tokës kishin një masë jo më shumë se 100 tonë, por kjo nuk përbënte një kërcënim serioz për planetin. Nga ana tjetër, me rritjen e intensitetit të pengimit të orbitës së Tokës, ky skenar do të bëhet gjithnjë e më i zymtë.
- Rreziku i përplasjes në hapësirë. Mos e nënvlerësoni dëmin e mbeturinave hapësinore për pajisjet e përdorura në mbështetjen e fluturimit. Të njëjtat ndikime të grimcave të mëdha dhe të vogla mund të çojnë në ndërprerje të konsiderueshme në funksionimin e pajisjeve dhe aksidentet e mëdha rrezikojnë perspektivat për zbatimin e projekteve të shtrenjta ambicioze.
Sistemet e vlerësimit të dëmeve nga përplasjambeturina
Së pari, praktika e krijuar tashmë e analizimit të efekteve në sipërfaqen e anijes kozmike zbatohet nga ekzaminimi i jashtëm nga vetë kozmonautët. Siç u përmend më lart, rezultatet e studimeve të tilla mund të përdoren më tej për të përcaktuar karakteristikat e plehrave. Megjithatë, informacioni më i saktë analitik sigurohet vetëm nga testet laboratorike në të cilat materialet e synuara preken artificialisht. Një imitim i një përplasjeje të pajisjeve me mbeturinat në hapësirë realizohet përmes goditjeve me shpejtësi ultra të lartë. Më tej, me anë të modelimit kompjuterik dhe dixhital, të dhënat e marra përpunohen me një analizë të karakteristikave të dëmtimit dhe mekanikës së goditjes në objektin e synuar. Ndër treguesit kryesorë janë veti të tilla si forca, ruajtja e funksionalitetit, mbijetesa e komponentëve individualë, shkalla e fragmentimit, etj.
Përcaktimi i nivelit të kërcënimit të mbeturinave hapësinore
Edhe në fazat e projektimit të stacioneve orbitale dhe komplekseve hapësinore, merret parasysh mundësia e përplasjes me lloje të ndryshme mbeturinash. Për të llogaritur besueshmërinë optimale të projektimit, përdoren të dhëna për mjedisin specifik ku do të përdoret pajisja. Në të njëjtën kohë, pasaktësia e metodave eksperimentale dhe analitike për vlerësimin e kërcënimeve është ende një problem i rëndësishëm. Mbeturinat në hapësirë mund të ekzaminohen vetëm në një shkallë të caktuar supozimesh, duke e bërë të vështirë për projektuesit përgatitjen e duhur të automjeteve për përplasje me shpejtësi të lartë. PërPër një vlerësim të përafërt të kërcënimit, përdoret koncepti i flukseve të përgjithshme të mbeturinave hapësinore, të cilat potencialisht mund të hasen në rrugën e anijes. Të dhëna të mëtejshme shfaqen mbi densitetin e fluksit, shpejtësinë, këndet e sulmit dhe numrin e ndikimeve të pritshme.
Mënyra për të reduktuar kërcënimet nga mbeturinat në hapësirë
Niveli relativisht i ulët i monitorimit dhe karakterizimit të mbetjeve hapësinore me parashikimin e tij është vetëm një pjesë e problemit. Në fazën aktuale, specialistët përballen me një sërë çështjesh që lidhen me reduktimin e rreziqeve të ndikimit negativ të mbetjeve të prodhuara nga njeriu në hapësirën e jashtme. Sot po shqyrtohen dy drejtime për zgjidhjen e këtij problemi. Së pari, ky është një reduktim i përgjithshëm i fluturimeve, si dhe minimizimi i proceseve teknologjike që çojnë në bllokimin e orbitave në nivele të ndryshme. Së dyti, mund të flasim për optimizimin strukturor të automjeteve me reduktimin e pjesëve që potencialisht mund të bëhen mbeturina hapësinore. Vëmendje e veçantë në sistemet e kontrollit të hapësirës sot i kushtohet ndotjes me substanca radioaktive. Kjo ka të bëjë me minimizimin e produkteve të shkarkimit të motorit deri në kalimin në burime thelbësisht të reja të karburantit.
Perspektivat për luftën kundër mbeturinave në hapësirën e afërt
Puna aktive drejt rregullimit të aktiviteteve hapësinore në nivel global jep bazë për optimizëm në vlerësimin e zhvillimit të situatës në të ardhmen. Qëndrimi i kujdesshëm ndaj pastërtisë së mjediseve orbitale përfshihet në konceptet e programeve strategjike të shteteve më të mëdha, të cilat kontribuojnëkontributi më i madh në luftën kundër mbeturinave në hapësirë. Pastrimi dhe largimi i grimcave të vogla dhe të mëdha në orbitat e poligonit është një nga fushat kryesore në pastrimin e hapësirës nga ndotja e shkaktuar nga njeriu, por ende nuk ka metoda efektive për zbatimin e këtij koncepti. Kjo është një detyrë e vështirë teknologjikisht, kështu që theksi kryesor për momentin është ende në mënyrat për të optimizuar aktivitetet njerëzore në hapësirë.
Përfundim
Një nga mënyrat radikale për të zgjidhur problemet e mbeturinave hapësinore është ndalimi i plotë i lëshimit të stacioneve orbitale dhe satelitëve derisa të shfaqen mjete të reja dhe më të përballueshme për pastrimin e mjedisit afër Tokës. Por ky drejtim është gjithashtu utopik për një sërë arsyesh ekonomike dhe teknologjike. Megjithatë, ekzistojnë parakushte për të ndryshuar situatën për mirë. Edhe nëse shikoni disa dekada prapa, mund të vini re ndryshime thelbësore në qëndrimin e vetë personit ndaj këtij problemi. Pra, nëse gjatë funksionimit të stacionit hapësinor Mir, praktika e zakonshme ishte lëshimi i drejtpërdrejtë i produkteve të mbeturinave të ekuipazhit, atëherë sot kjo është e pamundur të imagjinohet. Rregulla gjithnjë e më të rrepta po futen për të rregulluar proceset e të qenit në hapësirën e jashtme. Këtë e dëshmojnë edhe konventat ndërkombëtare, sipas të cilave vendet pjesëmarrëse në aktivitetet hapësinore detyrohen t'u përmbahen parimeve të reduktimit të ndikimit negativ në situatën ekologjike në mjedisin afër Tokës.
