Pada tahun 1957, Uni Soviet meluncurkan satelit Bumi buatan pertama ke luar angkasa, sehingga membuka era baru dalam sejarah umat manusia - era eksplorasi ruang angkasa. Selama 50 tahun terakhir sejak itu, manusia telah mengirim ke luar angkasa berbagai macam satelit, roket, stasiun ilmiah. Semua ini menyebabkan polusi sistematis luar angkasa di sekitar planet kita. Menurut informasi NASA, pada Juli 2011, 16.094 objek asal buatan "berputar" di sekitar Bumi, termasuk 3.396 satelit yang berfungsi dan sudah gagal, serta 12.698 blok pendorong, menghabiskan tahapan kendaraan peluncuran dan puing-puingnya. Dokumen yang disajikan menyatakan bahwa dalam hal jumlah objek asal buatan di orbit rendah bumi, Rusia berada di tempat pertama - 6075 objek, di mana 4667 adalah puing-puing ruang angkasa, diikuti oleh Amerika Serikat, Cina, Prancis, India, dan Jepang..
Ukuran puing-puing yang berada di orbit rendah Bumi sangat bervariasi, mulai dari partikel mikro hingga ukuran bus sekolah. Hal yang sama dapat dikatakan untuk massa sampah ini. Fragmen besar dapat memiliki berat hingga 6 ton, sedangkan partikel kecil beratnya hanya beberapa gram. Semua benda ini bergerak di luar angkasa dalam orbit yang berbeda dan pada kecepatan yang berbeda: dari 10 ribu km / jam hingga 25 ribu km / jam. Selain itu, jika terjadi tabrakan potongan-potongan sampah antariksa tersebut satu sama lain atau dengan satelit yang bergerak berlawanan arah, kecepatannya dapat mencapai 50 ribu km / jam.
Menurut Alexander Bagrov, peneliti senior di Institut Penelitian Astronomi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, situasi paradoks muncul hari ini. Semakin banyak kendaraan yang diluncurkan manusia ke luar angkasa, semakin tidak cocok untuk digunakan. Pesawat ruang angkasa gagal setiap tahun dengan keteraturan yang patut ditiru, akibatnya jumlah puing-puing di orbit Bumi meningkat 4% setiap tahun. Saat ini, hingga 150 ribu objek berbeda dengan ukuran dari 1 hingga 10 cm berputar di orbit bumi, sementara partikel, yang berdiameter kurang dari 1 cm, hanya jutaan. Pada saat yang sama, jika dalam orbit rendah hingga 400 km, puing-puing ruang angkasa diperlambat oleh lapisan atas atmosfer planet dan setelah waktu tertentu jatuh ke Bumi, maka ia dapat berada di orbit geostasioner untuk waktu yang sangat lama. waktu.
Pendorong roket, yang digunakan untuk meluncurkan satelit ke orbit Bumi, berkontribusi pada peningkatan puing-puing luar angkasa. Sekitar 5-10% bahan bakar tetap berada di tangki mereka, yang sangat mudah menguap dan mudah berubah menjadi uap, yang sering menyebabkan ledakan yang cukup kuat. Setelah beberapa tahun di luar angkasa, tahap-tahap roket yang telah melayani waktunya meledak berkeping-keping, menyebarkan semacam "pecahan" pecahan kecil di sekelilingnya. Selama beberapa tahun terakhir, sekitar 182 ledakan semacam itu telah tercatat di ruang dekat Bumi. Jadi hanya satu ledakan dari tahap roket India yang menyebabkan pembentukan 300 puing besar sekaligus, serta benda-benda luar angkasa yang lebih kecil, tetapi tidak kalah berbahayanya, yang tak terhitung jumlahnya. Saat ini, dunia sudah memiliki korban pertama dari puing-puing luar angkasa.
Jadi pada Juli 1996 di ketinggian sekitar 660 km. satelit Prancis bertabrakan dengan fragmen tahap ke-3 dari kendaraan peluncuran Arian Prancis, yang diluncurkan ke luar angkasa jauh lebih awal. Kecepatan relatif pada saat tumbukan adalah sekitar 15 km / s atau 50 ribu km / jam. Tak perlu dikatakan, para ahli Prancis, yang merindukan pendekatan objek besar mereka sendiri, menggigit siku mereka untuk waktu yang lama setelah cerita ini. Insiden ini tidak berubah menjadi skandal internasional besar, karena kedua benda yang bertabrakan di luar angkasa berasal dari Prancis.
Itulah sebabnya masalah sampah antariksa saat ini tidak perlu dibesar-besarkan lagi. Anda hanya perlu mengingat fakta bahwa pada kecepatan saat ini, dalam waktu dekat, sebagian besar orbit bumi tidak akan menjadi tempat teraman untuk pesawat ruang angkasa. Menyadari hal ini, peneliti Jonathan Missel, yang berada di Texas Agricultural University, percaya bahwa semua metode yang ada untuk membersihkan puing-puing ruang angkasa memiliki setidaknya satu dari dua penyakit umum. Mereka juga melibatkan pelaksanaan misi "Satu bagian dari puing-puing ruang angkasa - satu pemulung" (yang sangat mahal), atau mereka menyiratkan penciptaan teknologi, yang akan memakan waktu lebih dari satu dekade untuk menyempurnakannya. Sementara itu, jumlah korban puing-puing antariksa terus bertambah.
Menyadari hal ini, Jonathan Missel mengusulkan untuk meningkatkan konsep One Piece of Space Junk - One Scavenger agar dapat digunakan kembali. TAMU Space Sweeper dengan satelit Sling-Sat, yang telah dikembangkannya dan rekan-rekannya, dilengkapi dengan "senjata" khusus yang dapat disesuaikan. Satelit seperti itu, setelah mendekati puing-puing luar angkasa, menangkapnya dengan manipulator khusus. Pada saat yang sama, karena vektor gerakan yang berbeda, Sling-Sat mulai berputar, tetapi berkat kemiringan yang dapat disesuaikan dan panjang "lengan", manuver ini sepenuhnya dikendalikan, yang memungkinkan, berputar seperti bola sepak, secara bermakna. mengubah lintasannya sendiri, mengirim "satelit selempang" ke puing-puing ruang angkasa berikutnya.
Pada saat satelit berada di lintasan menuju objek ruang angkasa kedua, elemen pertama dari serpihan ruang angkasa dilepaskan olehnya selama rotasi. Selain itu, ini akan terjadi pada sudut sedemikian rupa sehingga sampel puing-puing ruang angkasa dijamin akan menabrak atmosfer planet kita, terbakar di dalamnya. Setelah mencapai objek kedua puing-puing ruang angkasa, satelit ini akan mengulangi operasi yang dilakukan dan akan melakukannya setiap saat, sambil menerima tambahan energi kinetik dari puing-puing ruang angkasa dan pada saat yang sama, mengirimkannya kembali ke Bumi ke planet yang memberi bangkit untuk itu.
Perlu dicatat bahwa konsep ini agak mengingatkan pada metode lompat jauh Yunani kuno, yang melakukan ini dengan menjatuhkan dumbel (untuk akselerasi tambahan). Benar, dalam kasus khusus ini, benda-benda puing-puing luar angkasa harus ditangkap dan dilemparkan dengan cepat, apakah TAMU Space Sweeper akan mengatasi ini adalah pertanyaan terbuka.
TAMU Space Sweeper
Simulasi komputer yang dilakukan menunjukkan bahwa skema yang diusulkan memiliki efisiensi bahan bakar teoritis yang tinggi. Dan ini bisa dimengerti: dalam kasus "satelit sling", energi seharusnya diambil dari potongan-potongan satelit dan roket yang sudah dipercepat ke kecepatan kosmik pertama, dan bukan dari bahan bakar yang harus dikirim ke sampah kita. kolektor dari bumi.
Tentu saja, konsep yang dihadirkan Missel memiliki beberapa kendala. Perlu dicatat bahwa tidak satu pun puing-puing ruang angkasa, secara alami, cocok untuk perangkap manipulator dan, yang paling penting, untuk akselerasi tinggi selama rotasi intens. Jika potongan terlalu besar dan berat, energinya selama rotasi mungkin cukup untuk menghancurkan dirinya sendiri, serta manipulator. Pada saat yang sama, penciptaan sejumlah besar orang lain alih-alih satu objek puing-puing ruang angkasa tidak mungkin mengarah pada peningkatan situasi di ruang angkasa di orbit Bumi yang rendah. Pada saat yang sama, tentu saja, idenya terlihat menarik, dan dalam hal implementasi teknis yang memadai - efektif.
