Ученные создали орбитальный сборщик мусора, который перерабатывает собранные космические отходы на топливо для себя.
Риски, связанные с космическим хламом, растут. Человечество серьёзно нуждается в том, чтобы найти надёжный и эффективный способ очищать космос от мусора. И команда китайских инженеров, похоже, нашла решение проблемы.
29 августа 2009 года в 16:56 по Гринвичу неожиданно прервалась связь со спутником связи Iridium. Через несколько часов Американская сеть космического надзора (U.S. Space Surveillance Network) сообщила о том, что её средствами слежения было обнаружено два скопления мусора – обломки спутника Iridium и обломки выведенного из эксплуатации российского военного спутника Космос-22-51.
Появление этих обломков стало следствием столкновения двух космических аппаратов, двигавшихся на огромных скоростях, и это был первый случай подобной космической аварии. В результате происшествия на орбите появилось более тысячи фрагментов диаметром более 10 сантиметров и немереное количество более мелких осколков. Данные обломки постепенно рассредоточились по всей орбите планеты облаками смерти.
Космический мусор является актуальной проблемой для космических аппаратов, вращающихся на околоземной орбите, и со временем ситуация будет лишь ухудшаться. После того, как плотность скоплений космического мусора достигнет определённого порога, аналитики прогнозируют начало цепной реакции столкновений кусочков мусора, обусловленной процессом фрагментации, который будет заполнять орбиту все большим количеством обломков. Некоторые эксперты считают, что данный процесс уже начался.
Очевидным решением данной проблемы является нахождение способа, который позволил бы убрать с орбиты этот мусор. Одним из вариантов является направление лучей лазера на крупные фрагменты мусора с целью их испарения и дробления, после чего оставшаяся космическая пыль покинет орбиту. Однако таким способом нельзя решить проблему мелких фрагментов мусора, поскольку их сложно находить и отслеживать.
Другой вариант заключается в отправке на орбиту специального космического корабля, который займётся «уборкой» космического мусора при помощи специальной сетки или других средств сбора обломков. Однако такие миссии весьма ограничены в своих возможностях количеством топлива, имеющегося у них на борту.
Впрочем, совсем недавно Лей Лан с приятелями из Университета Циньхуа в Пекине, Китай, предложили иное решение. Их идея заключается в том, чтобы построить двигатель, способный превращать собранный космический мусор в ракетное топливо, что даст возможность аппарату свободно двигаться и маневрировать в космосе практически бесконечно или, по меньшей мере, до тех пор, пока он не соберёт весь мусор.
Их идея выглядит весьма простой в теории. Под воздействием высоких температур любые элементы превращаются в плазму, состоящую из позитивных ионов и электронов. Они и могут быть использованы в качестве ракетного топлива, при этом их движение может быть ускорено путём пропускания их через электрическое поле.
Тем не менее, детали гораздо сложнее. В частности, процесс превращения мусора в используемую плазму – задача не из простых.
Лей и компания решили сосредоточить своё внимание на фрагментах космического мусора диаметром менее 10 сантиметров – то есть, на том, мусоре, с которым не в состоянии справиться лазерная пушка. Идея состоит в том, чтобы улавливать фрагменты мусора при помощи специальной сетки, а затем направлять их в так называемую шаровую мельницу. Она представляет собой вращающийся цилиндр, частично наполненный износоустойчивыми шариками, которые постепенно перемалывают пойманный мусор в порошок.
Затем этот порошок подогревается и подаётся в специальную систему, которая разделяет его на позитивно заряженные ионы и негативно заряженные электроны. После этого позитивно заряженные ионы проходят через мощное электрическое поле, ускоряющее их до высокой энергии, создавая тягу, которая выталкивает их подобно выхлопным газам. Электроны также выталкиваются, что делает космический аппарат электрически нейтральным.
Разумеется, реальная сила тяги зависит от плотности мусора, характера производимого из него порошка, размера положительных ионов и так далее. Всё это сложно измерить.
И хотя аппарату не потребуется нести на борту ракетное топливо, ему будет необходим источник питания. И откуда оно будет браться – пока неясно. Леи и компания утверждают, что солнечной и ядерной энергии будет вполне достаточно. Однако они не обращают внимания на серьёзные опасения, которые может вызвать появление на орбите Земли любого аппарата с ядерным питанием.
Тем не менее, работа учёных даёт пищу для размышлений. Космический мусор – это та проблема, которая будет лишь усугубляться в ближайшем будущем. Поэтому в данной сфере крайне востребованы любые идеи, иначе нам не избежать новых столкновений на орбите, которые заполнят космическое пространство ещё большим количеством мусора.
