Космический мусор - растущая проблема. В течение десятилетий мы посылали спутники на орбиту вокруг Земли. Некоторые из них вырываются из орбиты и сгорают в атмосфере Земли или врезаются в поверхность. Но большая часть материала, который мы отправляем на орбиту, все еще там.
С годами это становится острой проблемой, и мы выводим на орбиту все больше и больше оборудования. С момента запуска на орбиту самого первого спутника «Спутник-1» в 1957 году на орбиту было выведено более 8000 спутников. По состоянию на 2018 год, по оценкам, 4900 все еще находятся на орбите. Около 3000 из них не работают. Они космический мусор. Риск столкновения растет, и ученые работают над решениями. Проблема со временем сама себя усугубит, так как столкновения между объектами создают больше осколков, с которыми необходимо разобраться.
Существует две классификации систем удаления космического мусора: контактные методы и бесконтактные методы. Методы контакта включают в себя роботизированные руки, тросы и сети. Бесконтактные методы включают лазеры и ионные пучки. До сих пор бесконтактные методы оказались более надежными. Команда из Университета Тохоку в городе Сендай, Япония, и их коллеги из Австралийского национального университета разрабатывают уникальный бесконтактный метод, называемый бесконтактным методом с использованием ионного пучка.
Есть две проблемы с нацеливанием ионных пучков на космический мусор и направлением его на Землю. Противодействие выталкивает спутник из положения. Другая проблема - масса самого космического мусора. Требуется много сил, чтобы безвредно направить его на Землю.
Ученые ориентируются на спутники на низкой околоземной орбите, чтобы начать. Эти объекты, как правило, находятся в диапазоне от 1 до 2 тонн. Согласно исследованию, для объектов в этом диапазоне масс потребуется около 80-150 дней, чтобы вывести их из орбиты. Разработка, создание и запуск достаточно мощного для этого спутника с двумя раздельными двигателями - это сложная и дорогая операция.
«Если удаление мусора может быть выполнено одной мощной силовой установкой, это будет иметь большое значение для будущей космической деятельности». - доцент Казунори Такахаши, Университет Тохоку, Япония.
Японско-австралийская команда разрабатывает систему, которая решает эти проблемы с уникальным двунаправленным расположением плазменного пучка. Два луча могут противодействовать друг другу: один удерживает пастушьего спутника на месте, а другой направляет мусор на Землю. Один источник питания питает два луча, а спутник направляет лучи по мере необходимости.
«Если удаление мусора может быть выполнено одной мощной силовой установкой, это будет иметь большое значение для будущей космической деятельности», - сказал доцент Казунори Такахаши из Университета Тохоку в Японии, который ведет исследования в области новых технологий для удаления космоса. мусора в сотрудничестве с коллегами в Австралийском национальном университете.
Лабораторные испытания ясно продемонстрировали, что плазменный двигатель геликона может удалять космический мусор с помощью одной двигательной установки. Лабораторные эксперименты, магнитные поля и газовые инъекции контролируют плазменные струи от одного плазменного двигателя. Лабораторные испытания измеряли силу, приложенную к моделируемому космическому мусору. Система применила точное количество противодействия спутнику, чтобы удержать его на месте. Система работает в трех различных режимах: ускорение спутника, замедление спутника и удаление мусора.
«Геликонный плазменный двигатель представляет собой безэлектродную систему, которая позволяет выполнять длительные операции на высоком уровне мощности». Такахаши говорит: «Это открытие значительно отличается от существующих решений и внесет существенный вклад в будущую устойчивую деятельность человека в космосе».
- Пресс-релиз университета Тохоку: плазменный двигатель: новая технология удаления космического мусора
- Исследовательский документ на Nature.com: демонстрация новой технологии удаления космического мусора с использованием двунаправленного плазменного двигателя
- Запись в Википедии: Спутник
