https://bodybydarwin.com
Slider Image

Αυτό το διαστημικό σκάφος είναι λεπτότερο από μια ανθρώπινη τρίχα και μπορεί να συλλάβει χωματερές

2020

Πέρυσι, ο δορυφόρος Sentinel-1A της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος συγκρούστηκε με ένα μικρό κομμάτι συντριμμιών. Ευτυχώς, η ζημία που προκλήθηκε στον ηλιακό του πίνακα αποδείχθηκε μικρή. Αλλά ήταν τυχερός. Εάν το κομμάτι των διαστημικών απορριμμάτων ήταν ελαφρώς μεγαλύτερο, θα μπορούσε να είχε καταστρέψει ολόκληρο το πάνελ, σύμφωνα με τον Holger Krag, επικεφαλής του γραφείου Space Debris του πρακτορείου, ο οποίος μίλησε για το περιστατικό αυτό το 7ο Ευρωπαϊκό συνέδριο σχετικά με τα συντρίμμια στο διάστημα.

Η τροχιά της γης είναι γεμάτη με βίδες, στίγματα χρωμάτων, νεκρούς δορυφόρους και άλλα απομεινάρια από προηγούμενες αποστολές. Περισσότερα από 500.000 κομμάτια διαστημικών συντριμμιών κυλούν στον πλανήτη μας σε ταχύτητες μέχρι 17.500 μίλια ανά ώρα. Σκουπίδια διαστήματος συσσωρεύονται και οι επιστήμονες φοβούνται ότι οι συγκρούσεις θα γίνουν πιο συνηθισμένες, δημιουργώντας ακόμη περισσότερα θραύσματα. Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει ένα φαινόμενο ντόμινο όπου τα κομμάτια του σπασίλ συντρίβονται σε άλλα αντικείμενα, δημιουργώντας όλο και περισσότερα βλήματα για να γεμίσουν τη χαμηλή τροχιά της Γης.

"Αν συμβεί κάτι τέτοιο, θα γίνει ουσιαστικά ο χώρος, και είμαστε πολύ κοντά σε αυτό", λέει ο Jason Derleth, εκτελεστικός υπεύθυνος του προγράμματος NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).

Μερικοί ερευνητές θέλουν να αναλάβουν δράση τώρα, προτού αυξηθεί αναπόφευκτα το πρόβλημα. Την περασμένη άνοιξη, η NIAC απονεμήθηκε στους ερευνητές της Aerospace Corporation στο El Segundo της Καλιφόρνια 500.000 δολάρια για να συνεχίσει την ανάπτυξη ενός ασυνήθιστου εμφάνισης διαστημικού σκάφους που προορίζεται να σκουπίζει μικρά κομμάτια διαστημικών συντριμμιών. σχεδόν σαν μια κεντρική ηλεκτρική σκούπα. Ονομάζεται Brane Crafts, τα μικροσκοπικά πλοία είναι περίπου μια αυλή απέναντι και λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα. Ο καθένας θα τυλίγει γύρω από ένα κομμάτι από συντρίμμια και θα το βγάζει στην ατμόσφαιρα, όπου θα ζεσταθεί και τελικά θα αποτεφρωθεί περίπου 155 μίλια πάνω από την επιφάνεια της Γης.

"Μπορείτε ουσιαστικά να το σκεφτείτε σαν ένα γιγαντιαίο κομμάτι σαρανικού τυλίγματος που καλύπτεται με προωθητές και μπορείτε να το καμπυλώσετε όσο θέλετε", λέει ο Derleth.

Κάθε Brane Craft, οι δημιουργοί της ελπίζουν ότι θα είναι απίστευτα ελαφρύ και οικονομικά αποδοτικό. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι ιδανικό για κάτι περισσότερο από τον καθαρισμό χώρου. Μια μέρα, αυτά τα μικροσκοπικά πλοία θα μπορούσαν να σταλούν για να επισκεφθούν αστεροειδείς, φεγγάρια και άλλους πλανήτες.

Στη διαδρομή

Για να δημιουργήσουν το Brane Craft, οι προγραμματιστές έπρεπε να σκέφτονται πέρα ​​από τα συμβατικά διαστημόπλοια, καθώς δεν είναι πραγματικά κατάλληλοι για να κυνηγήσουν τα συντρίμμια του χώρου. Το να προσπαθείς να πιάσεις κάτι που πηγαίνει τόσο γρήγορα είναι πραγματικά πολύ δύσκολο, λέει ο Derleth. Προσθήκη με ένα κομμάτι από συντρίμμια σημαίνει ότι πρέπει να ταιριάξετε ακριβώς αυτήν την τροχιά

Για να κάνετε συνάντηση με ένα κομμάτι συντριμμιών που κυριολεκτικά ταξιδεύει γρηγορότερα από μια σφαίρα επιτάχυνσης, πετάξτε το και στη συνέχεια κυνήξτε κάτω το επόμενο κομμάτι σκουπιδιών θα απαιτούσε επίσης τεράστιες ποσότητες καυσίμων, καθιστώντας το εξαιρετικά δαπανηρό.

Η ιδέα του Brane Craft είναι να πάρει ένα διαστημικό σκάφος και να το μειώσει στην απόλυτη ελάχιστη μάζα του, λέει ο Siegfried Janson, ανώτερος επιστήμονας στο The Aerospace Corporation. Επί του παρόντος, μπορεί να κοστίσει περίπου 250.000 δολάρια για να ξεκινήσει ένα CubeSat, ένα είδος μικροσκοπικού δορυφόρου, που είναι περίπου 11 λίρες, λέει ο Janson. Ο στόχος του είναι να κάνει τα διαστημόπλοια που είναι τόσο ελαφριά που θα κοστίζουν μόνο 5.000 δολάρια το καθένα για να ξεκινήσει.

Ο σημερινός σχεδιασμός είναι ένα πλοίο που μοιάζει με μεμβράνη μεγέθους τριών τετραγωνικών ποδιών και ζυγίζει λιγότερο από μια μπανάνα. Κάθε διαστημικό σκάφος θα είναι κατασκευασμένο από εύκαμπτα πλαστικά φύλλα πάχους 10 μικρών (οι τρίχες μας τείνουν να έχουν πάχος μέχρι 180 μικρά) τυπωμένες με λεπτό φιλμ ηλιακών κυψελών και ηλεκτρονικών. Το υγρό προωθητικό θα αποθηκευτεί στο διάκενο 15 έως 20 μικρών μεταξύ αυτών των φύλλων.

Τα ηλιακά κύτταρα θα τροφοδοτήσουν έναν τύπο κινητήρα που ονομάζεται ηλεκτροσυσσωρευτής που χρησιμοποιεί προωθητικό πολύ φειδωλά, λέει ο Janson. Ολόκληρο το πλοίο θα είναι και λυγισμένο. Βασικά, οι μυϊκοί λίθοι έχουν ενσωματωθεί στη δομή, λέει. Αυτές οι muscles είναι κατασκευασμένες από ένα πολυμερές που είναι τοποθετημένο ανάμεσα σε δύο μεταλλικές πλάκες που μπορούν να αλλάξουν σχήμα όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα τρέχει μέσα από αυτές, προκαλώντας μια διαφορά τάσης.

Αυτά τα κομψά διαστημόπλοια προορίζονται να είναι αρκετά ελαφρά ώστε να ταξιδεύουν στο διάστημα μαζικά. Ο Janson οραματίζεται μια παρτίδα 50 ή περισσότερων Brane Crafts "σαν μια στοίβα πίτσας" που ξεκίνησε μαζί σε τροχιά. Μόλις φτάσουν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ή σε άλλο σημείο σε χαμηλή τροχιά της Γης, καθένας θα μπορούσε να αποσταλεί κατευθύνσεις προς το κομμάτι του συντριμμιού (σταθμοί ραντάρ παρακολουθούν περισσότερα από 18.000 αντικείμενα σε τροχιά, τα περισσότερα από τα οποία είναι διαστημικά συντρίμμια).

Μπορεί να χρειαστούν πέντε ημέρες για το Brane Craft να ελιχτεί μέχρι τα συντρίμμια και να το περιβάλει. Το Brane Craft θα πυροβόλησε τους προωθητές του για να σπρώξει προς την αντίθετη κατεύθυνση προς εκείνο που τα συντρίμματα έδιναν μέσα. Αυτό θα επιβραδύνει το αντικείμενο προς τα κάτω, προκαλώντας την σταδιακή βύθιση στην ατμόσφαιρα. Μετά από περίπου 10 ημέρες, τα συντρίμμια θα ήταν αρκετά χαμηλά ώστε να καούν.

Τυπικά, το Brane Craft θα καίγεται μαζί με το λατομείο του. το διαστημικό σκάφος προορίζεται να είναι ελαφρύ και φθηνό ώστε να θυσιάζεται στο τέλος της αποστολής.

Θα εξακολουθεί να είναι αρκετός χρόνος πριν οι Brane Crafts απελευθερωθούν από τις ορδές του διαστημικού σκουπίδια που τροχιάζουν στον πλανήτη μας. Ο Janson εκτιμά ότι τα πλοία θα μπορούσαν να είναι έτοιμα για εκτόξευση σε περίπου 10 χρόνια. Αυτός και η ομάδα του σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν τον πιο πρόσφατο γύρο χρηματοδότησης της NASA για να βελτιώσουν το σχεδιασμό τους και να αρχίσουν να δοκιμάζουν υπερ-λεπτή ηλεκτρονικά.

Μια πρόκληση που πρέπει ακόμη να ξεπεραστούν είναι η προστασία των διαστημικών σκαφών από την ακτινοβολία. Τα λειαντικά πλοία δεν έχουν θωράκιση για να προστατεύσουν τα ευαίσθητα ηλεκτρονικά τους από την ακτινοβολία. Ο Janson και το πλήρωμά του σχεδιάζουν κυκλώματα άνθρακα-νανοσωλήνων που μπορούν να επιβιώσουν για ένα μήνα κοντά στην εξωτερική άκρη της χαμηλής τροχιάς της Γης.

Και υπάρχουν μειονεκτήματα για την κατασκευή διαστημόπλοια ώστε να είναι τόσο λεπτή. Καθώς το Brane Craft κλείνει πάνω σε ένα κομμάτι από συντρίμμια, πιθανότατα θα χτυπηθεί από άλλα μικροσκόπια. "Το περιβάλλον των μικρομετεριτών στη χαμηλή τροχιά της Γης είναι συνήθως ένας πόνος για τα διαστημικά σκάφη. παίρνετε λίγα dings στα ηλιακά σας κύτταρα και τα παράθυρα », λέει ο Janson. Μικρά κομμάτια βράχων ή ανθρωπογενών απορριμμάτων που είναι πολύ μικρά για να δημιουργήσουν ακόμη και ένα βαθούλωμα σε έναν πυραύλο μπορεί να διαρρήξουν ένα Brane Craft. «Πρέπει να σχεδιάσουμε το Brane Craft να είναι αλεξίσφαιρο σε αυτές τις πολύ μικρές σφαίρες».

Εξωτερικά δεσμευμένο

Για να ξεκινήσει, ο Janson και το πλήρωμά του σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν το Brane Craft σε μικρά κομμάτια διαστημικών συντριμμιών με μέγεθος περίπου πέντε έως 10 εκατοστών (περίπου δύο έως τέσσερις ίντσες). Τα πλοία δεν θα μπορέσουν να απαλλαγούν από ογκώδη κενά χώρου, όπως τα χρησιμοποιούμενα ανώτερα στάδια. Ωστόσο, αν οι επιστήμονες προβλέψουν ότι μια σύγκρουση είναι επικείμενη, μια ομάδα Brane Crafts θα μπορούσε να σταλεί για να ωθήσει αυτά τα συντρίμμια εκτός δρόμου.

Τα υπερβολικά λεπτά πλοία, όπως το Brane Craft, δεν είναι η μοναδική τεχνολογία υπό κατασκευή για να διαμαρτυρηθούν για τα συντρίμμια του χώρου. Η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος εξετάζει επίσης ρομποτικούς βραχίονες βραχίονα, δίχτυα, αμαξώματα και σχοινιά. Μια άλλη ευρωπαϊκή ομάδα σχεδιάζει να ξεκινήσει την αποστολή RemoveDebris στα τέλη του 2017 ή στις αρχές του 2018, η οποία θα ασκήσει τη σύλληψη του CubeSats με ένα δίχτυ και ένα χάρποο. Η Aeroscale, μια εταιρεία δορυφορικών υπηρεσιών που εδρεύει στη Σιγκαπούρη, σκοπεύει να συλλάβει τα συντρίμμια χρησιμοποιώντας μαγνήτες. Και οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ και το Εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια έχουν σχεδιάσει μια λαβή εμπνευσμένη από τα πόδια του gecko που θα μπορούσαν να μανδαλώσουν τους δορυφόρους και άλλα μεγάλα συντρίμμια.

Οι ερευνητές έχουν σκεφτεί ακόμη και τα σκουπίδια με το λέιζερ. "Μπορείτε να επιβραδύνετε τα πράγματα ακριβώς όπως έρχονται πάνω από τον ορίζοντα, δείχνοντας αυτά τα πολύ υψηλής ισχύος λέιζερ σε αυτά", λέει ο Derleth. Αυτό θα έχασε πολύ λιγότερη ενέργεια από το να ξεκινήσει ένα διαστημόπλοιο και να το στείλει μετά από μεμονωμένα κομμάτια των συντριμμιών. Ωστόσο, ένα τέτοιο λέιζερ θα μπορούσε ενδεχομένως να μετατραπεί σε αντι-δορυφορικό όπλο.

Όλες αυτές οι προσεγγίσεις θα πρέπει να αποδείξουν τη διακριτικότητα τους. Ένα πλεονέκτημα για το σχεδιασμό του Brane Craft είναι όμως το ενδεχόμενο να τεθεί σε λειτουργία πολύ πέρα ​​από την τροχιά της Γης. Το Brane Craft θα είναι τόσο οικονομικά αποδοτικό ώστε ένα από αυτά τα μικροσκοπικά πλοία θα μπορούσε να ταξιδέψει μέχρι τον Άρη και να επιστρέψει, είτε να κάνει πολλαπλά ταξίδια μεταξύ της σελήνης και της χαμηλής τροχιάς της Γης. "Μπορείτε να επισκεφθείτε σχεδόν [οπουδήποτε] στο ηλιακό σύστημα", λέει ο Janson.

Το Brane Craft θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να διερευνήσει και να πετάξει αστεροειδείς, λέει. Θα ήταν γελοία ακριβό να κατασκευάζουμε χιλιάδες συμβατικά διαστημικά σκάφη και να τα στείλουμε να ταξιδεύουν σε μεμονωμένους αστεροειδείς. Αλλά ίσως σμήνη του Brane Crafts θα μπορούσε να επισκεφθεί τη ζώνη αστεροειδών μεταξύ του Άρη και του Δία, και να επιστρέψει δείγματα.

Τελικά, αυτά τα μικροσκοπικά διαστημικά σκάφη θα μπορούσαν ακόμη να βοηθήσουν στην προστασία της Γης, λέει ο Janson. Θα μπορούσαμε να κατασκευάσουμε μεγαλύτερες εκδόσεις ή να παράγουμε μαζικά χιλιάδες Brane Crafts και να τους στείλουμε για να εκτρέψουμε εισερχόμενους αστεροειδείς.

"Είναι ένα νέο είδος διαστημικού σκάφους που κανείς δεν έχει δει και ελπίζω ότι οι άνθρωποι μπορούν να γίνουν πραγματικά δημιουργικοί με αυτό", λέει ο Derleth.

Μπορεί η έρευνα αστροβιολογίας να μας πείσει να καταπολεμήσουμε την αλλαγή του κλίματος;

Μπορεί η έρευνα αστροβιολογίας να μας πείσει να καταπολεμήσουμε την αλλαγή του κλίματος;

Δώρα που βελτιώνονται καθώς μεγαλώνουν

Δώρα που βελτιώνονται καθώς μεγαλώνουν

Το βάρος σας επηρεάζει πόσο καιρό ζείτε - αλλά είναι εξαιρετικά περίπλοκο

Το βάρος σας επηρεάζει πόσο καιρό ζείτε - αλλά είναι εξαιρετικά περίπλοκο