Vesmírné haraburdí a kosmické lodě s posádkou – ministerstvo obrany sledovalo více než 27 000 orbitálních úlomků

Senzory SSN (Global Space Surveillance Network) ministerstva obrany sledovaly více než 27 000 kusů orbitálních úlomků nebo „vesmírného odpadu“. V kosmickém prostředí blízkém Zemi je více trosek – příliš malých na to, aby je bylo možné sledovat, ale dostatečně velkých na to, aby ohrožovaly lidské vesmírné lety a robotické mise. Vzhledem k tomu, že trosky i kosmická loď cestují extrémně vysokou rychlostí (přibližně 15 700 mil za hodinu na oběžné dráze nízké Země), může i malý kousek orbitálních úlomků srážek s kosmickou lodí způsobit velké problémy.

Neustále se zvyšující počet kosmických úlomků zvyšuje potenciální rizika všech kosmických lodí, včetně Mezinárodní vesmírné stanice a dalších kosmických lodí s posádkou, jako jsou Space Exploration Technology CorporationPosádka drak.

NASA Hrozba kolize s vesmírnými úlomky je brána vážně a byl vypracován dlouhodobý pokyn, jak zvládnout každou potenciální kolizní hrozbu vesmírné stanice. Tyto pokyny jsou součástí větší rozhodovací pomůcky zvané letová pravidla, která specifikují, kdy očekávaná blízkost úlomků trosek zvýší pravděpodobnost kolize, takže k zajištění bezpečnosti posádky jsou zapotřebí vyhýbací akce nebo jiná preventivní opatření.

Orbitální úlomky

Kosmický odpad zahrnuje přírodní meteoroidy a umělé (umělé) orbitální trosky. Meteorická těla obíhají kolem Slunce, zatímco většina pozůstatků vytvořených člověkem obíhá kolem Země (odtud termín „orbitální“ trosky).

Orbitální úlomky jsou jakékoli objekty vytvořené člověkem na oběžné dráze Země a již nemají užitečnou funkci. Mezi tyto trosky patří nefunkční kosmické lodě, opuštěné stupně nosných raket, trosky související s misemi a úlomky úlomků.

Existuje přibližně 23 000 kusů trosek větších než softball obíhající kolem Země. Cestují rychlostí až 17 500 mph, dostatečně rychlou na to, aby relativně malé orbitální trosky mohly poškodit satelity nebo kosmické lodě. Existuje 500 000 kusů mramoru nebo větších (do 0,4 palce nebo 1 cm) nebo větších kusů a asi 100 milionů kusů asi 0,04 palce (nebo 1 mm) a větších kusů. Existují také menší fragmenty o velikosti mikronů (průměr 0,000039 palce).

Při letu těmito rychlostmi mohou kosmickou loď poškodit i drobné skvrny. Kvůli poškození způsobenému materiálem byl analyzován a odhalen jako skvrny od barvy, takže bylo vyměněno mnoho oken raketoplánů. Ve skutečnosti jsou orbitální úlomky v milimetrovém měřítku nejvyšším rizikem na konci mise pro většinu robotických kosmických lodí pracujících na oběžné dráze nízké Země.

V roce 1996 byl francouzský satelit zasažen a poškozen fragmenty francouzské rakety, která explodovala před deseti lety.

10. února 2009 sešrotovaná ruská kosmická loď narazila a zničila běžnou americkou komerční kosmickou loď Iridium. Kolize přidala do seznamu nevyžádaných prostor více než 2300 velkých sledovatelných kusů a další a menší kousky.

Čínský anti-satelitní test z roku 2007 použil rakety ke zničení starého meteorologického satelitu, přičemž k problému trosek přidal více než 3 500 velkých sledovatelných úlomků a další menší úlomky.

Sledujte trosky

Ministerstvo obrany vede vysoce přesný satelitní katalog objektů na oběžné dráze Země. Většina katalogizovaných objektů je větší než softballs (přibližně 10 cm).

NASA a DoD spolupracují a sdílejí odpovědnost za popis environmentálních charakteristik satelitů (včetně orbitálních úlomků). Síť Ministerstva obrany pro vesmírný dohled může sledovat diskrétní objekty o velikosti pouhých 5 cm na oběžných drahách Země a přibližně 1 metr na geosynchronních drahách. V současné době je na oběžné dráze přibližně 27 000 oficiálně katalogizovaných nebeských těles, z nichž většina je 10 cm nebo větší. NASA používá speciální pozemní senzory a inspekce povrchu vracejícího se satelitu ke statistickému stanovení populačního rozsahu objektů o průměru menším než 4 palce (10 cm).

Kolizní riziko je rozděleno do tří kategorií podle velikosti ohrožení. U objektů 4 palce (10 cm) a větších mohou manévry vyhodnocení schůzky a zabránění kolizím účinně čelit objektům, které lze sledovat sítí pro sledování vesmíru. Objekty menší než tato hodnota jsou obvykle příliš malé na to, aby mohly být sledovány pro vyhodnocení schůzky a zabránění kolizím. U amerického modulu na Mezinárodní vesmírné stanici může ochranný štít účinně odolat nárazu částic menších než 1 cm.

Plánujte a reagujte na fragmentaci

NASA má dlouhodobý soubor pokynů pro posuzování, zda je tato hrozba krátkého dosahu dostatečná k tomu, aby vyžadovala vyhýbavou akci nebo jiná preventivní opatření k zajištění bezpečnosti Mezinárodní vesmírné stanice a její posádky.

Tyto pokyny v zásadě vykreslují imaginární krabičku zvanou „krabička na pizzu“, protože má plochý obdélníkový tvar obklopující vesmírné vozidlo. Krabice je asi 2,5 míle hluboká, 30 mil široká a 30 mil dlouhá (4 x 50 x 50 kilometrů), s Mezinárodní vesmírnou stanicí uprostřed. Když predikce naznačuje, že jakýkoli sledovaný objekt projde dostatečně blízko a kvalita sledovaných dat je považována za dostatečně přesnou, střediska řízení mise v Houstonu a Moskvě společně vyvinou obezřetný postup.

Někdy jsou tato střetnutí známa předem a je čas mírně pohnout Mezinárodní vesmírnou stanicí, která se nazývá „manévr vyhýbání se úlomkům“, aby byl objekt mimo krabici. Jindy nejsou sledovací data dostatečně přesná, aby zaručila takové operace, nebo průchody krátkého dosahu nejsou včas rozpoznány k provedení operací. V těchto případech může řídící středisko souhlasit s tím, že nejlepším postupem je přeložení posádky do ruské kosmické lodi Sojuz nebo USA s komerční posádkou k přepravě osob na vesmírnou stanici a z ní. To umožňuje dostatek času na izolaci těchto kosmických lodí od vesmírné stanice zavřením poklopů v případě destruktivní srážky. Pokud kolize způsobí, že modul podpory života ztratí tlak nebo dojde k poškození klíčových komponent, bude posádka schopna opustit vesmírnou stanici. V případě nouze působí kosmická loď jako záchranný člun pro posádku.

Pokud je pravděpodobnost srážky dostatečně velká, může se řídící středisko mise také rozhodnout přijmout další opatření, například nechat posádku zavřít poklopy mezi některými moduly vesmírné stanice.

Manévrujte s kosmickou lodí, abyste se vyhnuli orbitálním úlomkům

Plánujte, abyste se vyhnuli manévrům s troskami, když pravděpodobnost setkání na schůzce dosáhne limitů stanovených v letových pravidlech pro provoz vesmírné stanice a kosmické lodi používané k přepravě osob a nákladu na vesmírnou stanici a z ní. Pokud je pravděpodobnost kolize pro vesmírnou stanici větší než jedna ze 100 000 a nebude mít významný dopad na cíl mise, bude proveden manévr. Pokud je větší než jeden z 10 000, manévr bude proveden, pokud to nepředstavuje další riziko pro posádku.

Cviky na vyhýbání se úlomkům jsou obvykle malé, vyskytují se jednu až několik hodin před časem schůzky. S využitím ruského raketového pohonu vesmírné stanice nebo pohonného systému na jedné z ukotvených kosmických lodí bude plánování a provedení takových cvičení na vesmírné stanici trvat asi 5 hodin. Od roku 1999 provedla Mezinárodní vesmírná stanice 29 manévrů úniku trosek, z toho tři v roce 2020.

V roce 1988 zahájila NASA proces vyhodnocení setkání a zabránění kolizím pro pilotovaný vesmírný let z mise STS-26 raketoplánu. Před vypuštěním prvního prvku Mezinárodní vesmírné stanice v roce 1998 NASA a ministerstvo obrany společně vyvinuly a implementovaly složitější a věrnější proces hodnocení konvergentních vesmírných misí s posádkou.

V roce 2005 zavedla NASA podobný proces pro vybraná robotická aktiva, jako je satelit systému pozorování Země na nízké oběžné dráze Země a satelitní systém sledování a přenosu dat na geosynchronní oběžné dráze.

V roce 2007 NASA rozšířila proces hodnocení setkání na všechny mobilní satelity NASA na oběžné dráze nízké Země a do vzdálenosti 200 kilometrů od geosynchronní oběžné dráhy.

Americké vesmírné síly 18den Space Control Squadron (18 SPCS) je odpovědná za setkání všech určených vesmírných aktiv NASA v souladu se stanoveným harmonogramem (každých 8 hodin u kosmických lodí s posádkou a denně u robotických vozidel od pondělí do pátku). 18 SPCS upozorňuje NASA (Johnson Space Center pro pilotované lety do vesmíru a Goddard Space Center pro robotickou misi), aby splnily stanovené standardy.

Vesmírné síly vyžadují, aby Síť pro sledování vesmíru shromažďovala další sledovací data o objektech hrozeb, aby se zlepšilo hodnocení setkání přesnostNASA vypočítává pravděpodobnost kolize na základě vzdálenosti min a nejistoty poskytované vesmírnými silami.

Na základě konkrétních letových pravidel a podrobné analýzy rizik NASA rozhodne, zda je nutné zabránit kolizním manévrům.

Je-li zapotřebí manévrování, poskytne NASA vesmírným silám po manévrování plánovaná orbitální data, která budou použita k screeningu krátkodobých setkání. Pokud plánovaná nová oběžná dráha vystaví letadlo NASA riziku srážky se stejným nebo jiným vesmírným objektem v budoucnosti, lze tento proces opakovat.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.