Вступление
Проблема загрязнения околоземного пространства известна давно.
Но в последнее время объем космического мусора, по-видимому, достиг «критической массы» и статьи о методах его контроля и утилизации стали выходить одна за другой. Кто-то предлагал сжигать мусор лазером (с Земли или специального спутника), кто-то ловить обломки манипулятором спутника-мусорщика и направлять к Земле (для сжигания в верхних слоях атмосферы) или, для особо крупных экземпляров мусора, спутник-мусорщик бросался в атмосферу сам и сгорал вместе с захваченным объектом.
И та и другая схема (сжигание лазером или захват и сжигание в атмосфере) применимы, в основном, для объектов диаметром более 1см. Для остальных же объектов действенного метода утилизации пока нет…
Но есть одна идея, о которой я хочу рассказать ниже.
Отступление
В одном из сборников «Фантастика ...» (не помню, какой год) был мною давно прочитан рассказ Дмитрия Биленкина «Ученик чародеев». Рассказ о Правильном подходе к решению задач, который, как это не смешно сейчас покажется, во многом предопределил мой выбор образования и места работы.
Были конечно и другие «предопределившие» произведения АБС и рассказы «Гений» Алексея Адмиральского и «Проверка на разумность» того же Д. Биленкина, но мне вспомнился в первую очередь «Ученик чародеев»,
и вот почему…
Продолжение
Давайте еще раз опишем суть задачи:
1. Есть космический мусор.
2. Мусор находится, преимущественно, на высоте свыше 600км. от Земли, где эффект торможения о верхние слои атмосферы уже не сказывается.
3. Мусор в основном вращается по ходу вращения Земли, т.к. большинство спутников выводятся на орбиты именно по ходу вращения Земли, для экономии топлива ракет-носителей и минимизации последствий при столкновении с мусором, движущимся в одном и том же направлении.
Требуется убрать мусор (желательно уничтожить физически).
Решение
Давайте исходить из того, что часть мусора уже и так уничтожается естественным путем — сгорает в верхних слоях атмосферы.
Что мешает сгореть остальному мусору? Нет атмосферы, слишком высоко, не обо что тереться.
Может быть спустить мусор пониже, чтобы трение началось? Как?
Тем же самым трением. Создадим на пути движения мусора вязкий барьер, который будет если не сжигать мусор (посредством трения), то по крайней мере снижать его скорость, притормаживать, тем самым снижая орбиту мусора ниже 600км. А там уже атмосфера доделает свое привычное дело.
Как будем создавать барьер? Из чего?
Из той же атмосферы. Точнее из газа (чистого или с примесями тяжелых элементов, свинцового порошка, например), по следующей схеме.
На орбиту, расположенную выше орбиты группы мусора, подлежащего утилизации, выводится спутник-резервуар с большим объемом газовой смеси.
Справочно: система Буран-Энергия могла выводить на орбиту до 100т. полезного груза.
Спутник-резервуар выводится на орбиту движения противоположную движению мусора, для усиления тормозного эффекта при столкновении мусора с газовым облаком.
Далее газовая смесь распыляется по направлении к орбите мусора (что в свою очередь должно тормозить спутник-резервуар так, чтобы он тоже начал падать на Землю и в конечном итоге сгорел вместе с мусором).
Увеличиваясь в размерах, газовое облако движется к орбите мусора и в какой-то момент медленно ее пересекает. Двигаясь в противоположных направлениях мусор сталкивается с облаком дважды за один виток (если скорости одинаковы).
При определенных условиях, как то: состав газовой смети; метод распыления; плотность смеси при столкновении объектом мусора, вероятно можно добиться необходимой потери в скорости мусора для того чтобы его орбита опустилась на столько, чтобы он сгорел в верхних слоях атмосферы.
Остается сделать некоторые математические выкладки, рассчитать эффективность разных газовых смесей, посчитать необходимый объем смеси для вывода на орбиту и утилизации единицы объема мусора, посчитать рентабельность и тщательно оценить риски и влияние газового облака на Живые объекты-спутники и МКС, оценить скорость и время полного рассевания облака.
Поскольку автор, к сожалению, не является специалистом во всех областях, требующих точных расчетов в данном «проекте», предлагаю уважаемому Хабра-сообществу присоединиться к обсуждению.
Тема, на мой взгляд, актуальная.
Комментариев нет:
Отправить комментарий