logo

Kesslerov sindrom i problem svemirskog otpada

Sindrom ili učinak Donalda Kesslera pretpostavlja takav razvoj događaja u kojima postaje potpuno nemoguće koristiti najbliži prostor zbog povećanja svemirskog otpada u njemu.

Što je svemirsko smeće i odakle dolazi

4. listopada 1957. SSSR je pustio raketu u svemir s prvim umjetnim zemaljskim satelitom. Nekoliko minuta nakon lansiranja, zaštitni se konus odvojio od druge faze lansirnog vozila i Sputnik-1 je prenio svoj prvi signal na tlo. I prvo svemirsko smeće pojavilo se u svemiru. Bili su to ostaci rakete i gore spomenuti zaštitni konus.

Već 60 godina svemir je postao pravo smeće. Tijekom tog vremena, u svemir su lansirane tisuće lansiranja, a iz svakog od njih pojavili su se svemirski ostaci. I nastavlja se pojavljivati ​​...

Na niskoj orbiti Zemlje (od 160 km do 2000 km), gdje su sve naseljene svemirske postaje i većina umjetnih satelita smješteni ili su, prema različitim procjenama, ima oko 220-300 tisuća predmeta zemljanog podrijetla ukupne mase do 5000 tona (informacije iz Wikipedije),

Većina tih objekata je vrlo mala. Nastali su već u svemiru: veliki objekti se povremeno sudaraju i formiraju Bole manje. Zbog toga se količina svemirskih ostataka stalno povećava. Čak i ako prestanete lansirati nove rakete u svemir, količina smeća će se povećati. Neće masa rasti, već količina.

Opasnost od opasnosti na prostoru

Nije krhotina sama po sebi opasna, nego sudar s njom. Štoviše, veliki objekt može biti manje opasan od malog. Velika - može se vidjeti iz daljine, stoga se mogu poduzeti mjere unaprijed kako bi se to izbjeglo.

Lijepo smeće može se previdjeti. Brzina u prostoru je takva da čak i objekt veličine centimetra može ozbiljno oštetiti letjelicu i učiniti je smećem.

A ako takvi mali objekti popune svemir oko Zemlje, onda nova letjelica jednostavno neće stići na svoje odredište bez sudara s njima. Ovo je Kesslerov sindrom.

Još jedna opasnost može biti takav plan: veliki prostorni otpad može se postupno spuštati iz orbite i padati na tlo, a ne u potpunosti izgorjeti u gustim slojevima atmosfere. I ovdje je pitanje gdje će pasti. Ako šuma, onda ništa strašno, ali ako grad...

Svemirski ostaci

Trenutno ne postoje učinkovite metode za rješavanje svemirskog otpada. Znanstvenici ga samo promatraju, identificiraju nove objekte i stavljaju svoje arbitre na kartice. No razvijaju se metode i metode čišćenja.

Uništavanje ili prikupljanje i odlaganje? Još uvijek nije jasno što učiniti s svemirskim otpadom. Neki znanstvenici predlažu stvaranje svemirske letjelice sposobne za njeno prikupljanje. Drugi - isparavaju uz pomoć moćnih lasera ili ih prisiljavaju na tlo, tako da oni izgaraju u gustim slojevima atmosfere.

Zašto svemirsko smeće ne pada na tlo? Pada, ali za ovo vrijeme mora proći. Nekim subjektima za to neće trebati tisuću godina. Sve ovisi o tome koliko su udaljeni od zemlje: što više, to više vremena mora proći.

Zanimljivosti

Međusobna brzina letenja dvaju hipotetskih objekata svemirskog otpada približno je jednaka 10 kilometara u sekundi.

Od kasnih 60-ih do sredine 80-ih godina, SSSR i Sjedinjene Države proveli su, neovisno jedan o drugom, niz testova antisatelitskog oružja. Kao rezultat ovih testova, količina krhotina u prostoru se povećala. Za 1990., 7% svemirskog otpada je rezultat tih testova.

11. siječnja 2007. kineska antisatelitska raketa uništila je kineski satelit Fengyun-1C, koji je odslužio svoje vrijeme. Rezultati su bili tisuće krhotina.

10. veljače 2009. došlo je do prvog sudara dva umjetna zemaljska satelita. Komunikacijski sateliti Cosmos-2251 (Rusija) i Iridium (SAD), kada su suočeni, formirali su 600 velikih i tisuća malih fragmenata.

Kesslerov sindrom

Ili Kesslerov efekt - razvoj u planetarnoj orbiti, kada svemirski ostaci, koji su se pojavili kao rezultat brojnih lansiranja umjetnih satelita, dovode do potpune neprikladnosti blizu prostora za praktičnu uporabu. Po prvi put takav scenarij detaljno je opisao NASA-in savjetnik Donald Kessler.

Svaki satelit, svemirska sonda ili misija s posadom mogu biti potencijalni izvori svemirskog otpada. Kako raste broj satelita u orbiti i zastarjelost postojećih, povećava se rizik od lavinastog razvoja Kesslerovog sindroma.

Srećom, interakcija s atmosferom u niskim Zemljinim orbitama, koja se najčešće koristi, postupno smanjuje količinu ostataka. Sudari zrakoplova s ​​krhotinama na nižim visinama također nisu toliko opasni, jer u tom slučaju bilo koje tijelo gubi brzinu, a time i svoju kinetičku energiju, a zatim, u pravilu, gori u gustim slojevima atmosfere.
Na visinama, gdje je trenje u atmosferi neznatno, vrijeme "života" svemirskog otpada znatno se povećava. Slabi utjecaji atmosfere, sunčevog vjetra i privlačnosti Mjeseca mogu postupno dovesti do smanjenja njegove orbite, ali to može potrajati više od tisuću godina.
Prema NASA-inim modelima, na niskoj zemljinoj orbiti (nadmorska visina 200-2000 km), već od 2007. godine bilo je dovoljno velikih krhotina i satelita za početak sindroma. Prema izračunima, u prosjeku, svakih pet godina, doći će do velikih sudara, čak i uz potpuni prestanak lansiranja prostora, a količina smeća će rasti.

Izdajstvo Kesslerovog sindroma leži u domino efektu. Sudar dvaju prilično velikih objekata dovest će do pojave velikog broja novih fragmenata. Svaki od ovih fragmenata može se sukobiti s drugim krhotinama, što će uzrokovati "lančanu reakciju" rođenja svih novih fragmenata. S dovoljno velikim brojem sudara ili eksplozije (na primjer, u sudaru starog satelita i svemirske stanice, ili kao rezultat neprijateljskih postupaka), broj novih fragmenata koji nastaju kao lavina mogu učiniti da je zemljani prostor potpuno neprikladan za let.

Predloženo je već u fazi projektiranja satelita i gornjih stupnjeva raketa da osiguraju sredstva za njihovo uklanjanje iz orbite - kočenje do brzine ulaska u guste slojeve atmosfere, gdje će gorjeti, ne ostavljajući velike opasne dijelove, ili prelazak u "grobne orbite" * (mnogo veće od orbiti GSO *) satelita).
Pogrebna orbita, orbita postojanja - orbita umjetnih svemirskih objekata, kojima se uklanjaju nakon završetka aktivnog rada. Također se naziva odlagalište prostornog objekta ili grobne zone.
Razvijaju se i eksperimentalne metode za promjenu orbita elemenata svemirskog otpada, primjerice pomoću snažnog laserskog laserskog kontinuiranog valova ili laserskih lasera.

Kesslerov sindrom

Kesslerov sindrom (Effect) je hipotetski razvoj događaja u blizini Zemljine orbite, kada svemirski otpad nastao uslijed brojnih lansiranja umjetnih satelita dovodi do potpune neprikladnosti blizu prostora za praktičnu uporabu. [1] Po prvi put takav scenarij detaljno je opisao NASA-in savjetnik Donald Kessler. [2] [3]

Sadržaj

Pojava i nestanak svemirskih ostataka

Svaki satelit, svemirska sonda ili misija s posadom mogu biti potencijalni izvori svemirskog otpada. Kako raste broj satelita u orbiti i zastarjelost postojećih, povećava se rizik od lavinastog razvoja Kesslerovog sindroma.

Srećom, interakcija s atmosferom u niskoj orbiti blizu zemlje, koja se najčešće koristi, eliminira većinu smeća. Sudari zrakoplova s ​​krhotinama na nižim visinama također nisu toliko opasni, jer u tom slučaju bilo koje tijelo gubi brzinu, a time i svoju kinetičku energiju, a zatim, u pravilu, gori u gustim slojevima atmosfere.

Na visinama, gdje je trenje u atmosferi neznatno, vrijeme "života" svemirskog otpada znatno se povećava. Slabi utjecaji atmosfere, sunčevog vjetra i privlačnosti Mjeseca mogu postupno dovesti do smanjenja njegove orbite, ali to može potrajati više od tisuću godina.

ozbiljnost

Izdajstvo Kesslerovog sindroma leži u domino efektu. Sudar dvaju prilično velikih objekata dovest će do pojave velikog broja novih fragmenata. Svaki od ovih fragmenata može se sukobiti s drugim krhotinama, što će uzrokovati "lančanu reakciju" rođenja svih novih fragmenata. S dovoljno velikim brojem sudara ili eksplozije (na primjer, u sudaru starog satelita i svemirske stanice, ili kao rezultat neprijateljskih postupaka), broj novih fragmenata koji nastaju kao lavina mogu učiniti da je zemljani prostor potpuno neprikladan za let [4].

Prijedlozi za smanjenje svemirskog otpada

Predviđeno je već u fazi projektiranja satelita da se osiguraju sredstva za njihovo uklanjanje iz orbite - kočenje do brzine ulaska u guste slojeve atmosfere, gdje će gorjeti, ne ostavljajući opasne velike dijelove, ili prelaziti u "grobne orbite" (daleko iznad GSO satelitskih orbita). Razvijaju se i metode za korekciju orbita elemenata svemirskih ostataka pomoću snažnog zemaljskog lasera s kontinuiranim valom [5].

Miniran prostor

Što je Kesslerov sindrom i kako nam to prijeti?

Jedan od prvih koji je govorio o svemirskom otpadu bio je poljski pisac znanstvene fantastike Stanislav Lem: “Oko najvećeg planeta Siriusa, pravog bisera ovog planetarnog sustava, pojavio se prsten poput Saturnovih prstena, ali koji se sastojao od praznih boca piva i limunade. Astronaut koji leti ovom cestom prisiljen je zaobići ne samo oblake meteorita, već i limenke, ljuske od jaja i stare novine. Godine 1964. te riječi iz "Sjećanja na Ionsku tišinu" izgledale su kao šala, ali sada se takav prsten oko Zemlje već formirao. To, naravno, nije vidljivo oku, ali već je potrebno poduzeti zaštitne mjere.

Možda bez premca u smislu broja objekata (ali ne i najopasnijih), Sjedinjene Države su izvršile skupljanje smeća kao dio projekta Westford. I to se dogodilo godinu dana prije "govora" Ijona Tikhija. Tada je na polarnu orbitu na visini od 3500 do 3800 km raspršeno 480 milijuna finih bakrenih žica - dipola (17,8 mm duljine i 17,8 mikrona debljine). Ideja je bila stvoriti umjetno okruženje u svemiru, koje bi reflektiralo radiovalove za komunikaciju na daljinu umjesto nepouzdane ionosfere. Astronomi iz britanskog kraljevskog društva usprotivili su se eksperimentu, u SSSR-u su izašle novine "Pravda" s naslovom "SAD bacale kozmos". TASS je izjavio da "američka vojska potpuno ignorira opasne posljedice koje se mogu pojaviti za čovječanstvo u vezi s začepljenjem blizu Zemljinog prostora kao rezultat takvih eksperimenata". Bilo kako bilo, projekt je ubrzo zatvoren. Većina igala, zbog njihove vrlo male veličine, sišla je s orbite 10 godina. No, čak i do 2016. godine, još je uvijek bilo praćeno 38 grudica igala koje nisu bile podijeljene tijekom izbacivanja i, budući da su bile relativno velike predmete, ne napuštaju orbitu.

U svibnju i lipnju 2007. godine na servisnom modulu ISS Zvezda ugrađeno je 17 dodatnih ploča otpornih na pucanje kako bi se zaštitili od malog svemirskog otpada. Zbog toga su kozmonauti Oleg Kotov i Fedor Yurchikhin dva puta otišli u svemir. Tijekom drugog od tih izlaza na površini Zarya modula pronađena je rupa nalik metku. Sličnu rupu promjera 6 mm probušila je čestica veličine 1–2 mm, a astronaut Chris Hadfield je 2013. godine vidio u solarnoj bateriji stanice. Do sada takva šteta nije uzrokovala ozbiljne štete na stanici. Međutim, uvijek postoji rizik neočekivanog dobivanja rupe.

Rupa od metka - mali kamen iz našeg solarnog polja. Drago mi je što je propustio trup. pic.twitter.com/iBHFVfp1p8

- Chris Hadfield (@Cmdr_Hadfield) 29. travnja 2013

U SAD-u, Rusija i EU stalno prate svemirske ostatke. Danas se prati više od 17,5 tisuća objekata. Od toga je 6 tisuća aktivnih i neradnih letjelica i raketa, a gotovo 10 tisuća su veliki fragmenti (5-10 cm i više). Orbite se određuju za sve te objekte, ali je nemoguće točno predvidjeti njihovo kretanje. Prvo, postoje pogreške u mjerenju položaja i brzina, i drugo, putanja krhotina se stalno mijenjaju. Prije svega, otpornost atmosfere, čija gustoća na velikoj nadmorskoj visini nije konstantna, utječe na njihovo kretanje. Određeni doprinos dolazi od pritiska sunčeve svjetlosti, koji ovisi o svojstvima refleksije i orijentaciji objekta. Postoji utjecaj geomagnetskog polja. Konačno, gravitacijska perturbacija s Mjeseca, planeta i nejednaka raspodjela mase unutar Zemlje nisu podložni apsolutno točnom računovodstvu. Dakle, "junk" objekti, unatoč njihovoj čisto klasičnoj prirodi, prikazani su u praksi kao oblaci vjerojatnosti.

Ako je, prema predviđanju, vjerojatnost sudara ISS-a s bilo kojim objektom veća od 0,01%, stanica uključuje motore i čini manevar izbjegavanja. To se mora činiti u prosjeku jednom godišnje, ali, na primjer, u 2012. bilo je čak četiri takva manevra. Ponekad je moguće otkriti prijetnju prekasno i nema vremena za manevar. U takvim slučajevima stanica je evakuirana: posada postavlja svemirska odijela i postavlja se u usidrenu svemirsku letjelicu - njihova je veličina mnogo manja i vjerojatnost pada. Tijekom rada ISS-a to se dogodilo četiri puta.

Problem je, međutim, da se sa Zemlje mogu pratiti samo veliki otpadi - obično promjera više od 10 cm, ali niti jedan zaštitni panel neće stajati čak ni na centimetarskom "projektilu" koji leti na orbitalnoj brzini. To je na redu reda veličine od automatskog metka, koji bi pri takvom ubrzanju stekao energiju eksplozivne granate. Prema suvremenim procjenama, oko 700 tisuća ljudi već leti oko Zemlje s takvim "granatama" centimetarskog promjera i više. Zapravo - ne još. Ako su svi ovi fragmenti bili mine na površini Zemlje, prosječna udaljenost između njih bila bi 25-30 km. I u prostoru se također razlikuju po visini.

Ali to nas ne bi smjelo uvjeriti ni na koji način. Prostorna uzbuđenja tek počinju. Njezini fragmenti se ne sudaraju samo s ISS-om, nego i među njima. Sjećate li se zapleta "Gravitacije"?

Rupa od sedam milimetara u jednom od promatračkih prozora ISS-a, koja se pojavila kao posljedica pada komadića prostornog otpada, promjera ne više od nekoliko tisućinki milimetra. Foto: ESA / NASA

Eksplozivnim uništavanjem u orbiti pojavljuju se tisuće malih fragmenata, od kojih se većina ne može pratiti od Zemlje. Ti fragmenti se međusobno sudaraju i dalje rastu. Ovo lavinasto povećanje količine orbitalnih ostataka naziva se Kesslerov sindrom, nakon imena NASA-inog konzultanta koji je prvi opisao ovaj učinak. Nekontrolirani razvoj Kesslerovog sindroma može dovesti do činjenice da će svemirske misije (ili, barem, dugotrajni rad na niskim orbitama) dugo biti nemoguće.

Što je objekt manji i što se manje kreće, njegova zemaljska atmosfera se sve više usporava. Od niskih orbita, mali ostaci brzo padaju na Zemlju, gori u atmosferi. Čak i ISS, koja leti na visini od 400 km, gubi visinu brzinom od oko 100 m dnevno. No, na visinama od 700-1000 km, krhotine mogu kružiti oko Zemlje stoljećima, sudarajući jedna s drugom i stvarajući kišu. Upravo na tim visinama, gdje krhotine žive dugo vremena, razvoj Kesslerovog sindroma je najopasniji.

Radijalni pojasevi Zemlje počinju iznad, a tamo nema mnogo satelita - uglavnom uređaji sustava za globalno pozicioniranje, tako da se sakuplja malo smeća. Iznimka je geostacionarna orbita na nadmorskoj visini od 35.786 km, gdje se nalazi na stotine radnih i napuštenih vozila. Nema brzih sudara na tečajevima presijecanja: brzina relativnih pokreta je ista kao na parkiralištu. Međutim, oni mogu uzrokovati ozbiljnu štetu na krhkim antenama i solarnim panelima, a pretučeni satelit ne može se odvesti u službu. Stoga je početkom 2000-ih, kako bi se izbjegli problemi, odlučeno da se svi novi sateliti prebace na tzv. Nakon završetka operacije. Grobna orbita je oko 300 km iznad geostacionarnog.

Vizualizacija povećanja broja objekata u Zemljinoj orbiti, koju je stvorio Institut za zrakoplovne sustave Tehničkog sveučilišta Braunsheig. Prikazani su sateliti (crveni), raketna tijela (žuta), različiti mali dijelovi kao što su vijci i poklopci leća (zeleni), raketni motori od šljake (plavi) i fragmenti nastali sudarima (bijeli). Izvor: youtube.com

Istraživanja pokazuju da je na početku ovog stoljeća broj objekata blizu Zemlje premašio granicu kada se Kesslerov sindrom počeo odvijati. Čak i ako bi se lansiranje prostora odjednom zaustavilo prije 10 godina, količina svemirskih ostataka u orbiti nastavila bi rasti zbog sudara. Sada je sve još gore.

Godine 2007. Kina je testirala antisatelitsku raketu Fengyun-1C. Raketa s kinetičkim oružjem (jednostavno rečeno, ovan) uništila je odloženi meteorološki satelit na nadmorskoj visini od 865 km, odnosno u najopasnijoj zoni. Rezultat je bila najveća erupcija svemirskog otpada u povijesti. Do listopada 2016. „odjek“ ovog događaja bio je 3.438 velikih fragmenata. Za devet godina, 571 ih je izgorjelo u atmosferi, ostali se i dalje kreću u svojim orbitama. No, mnogo više formirani mali fragmenti. Nitko ih nije vidio, a njihov se broj može procijeniti samo približno. U nekim izvorima rečeno je oko 40 tisuća fragmenata više od centimetra, u drugima - oko 150 tisuća bez navođenja veličine. Štetni učinak ovog događaja čak nadilazi kozmička nuklearna ispitivanja kasnih 1950-ih - ranih 1960-ih, kada su naboje eksplodirale na visinama ne većim od 500 km.

Prošlo je nešto više od dvije godine, a 10. veljače 2009. dogodio se prvi ozbiljniji sudar koji je uništio postojeću letjelicu - satelit globalnog komunikacijskog sustava Iridium. Raspušteni ruski satelit Kosmos-2251, lansiran 1993. godine, upao je u njega. To se dogodilo preko poluotoka Taimyr na nadmorskoj visini od 789 km - opet na najnepovoljnijem mjestu. Sateliti su išli gotovo okomito na stazu i sudarili su se brzinom od 11,7 km / s. Kao rezultat toga, formirano je više od dvije tisuće velikih fragmenata i deseci tisuća malih. Uglavnom su raspoređeni duž orbita dvaju satelita, ali neki od njih dosta odstupaju od njih.

Zajedno, ova dva događaja povećala su količinu velikih krhotina praćenih otprilike 1,5 puta. Bez njih, ista razina ostataka u blizini Zemlje bi se postigla za 20-30 godina. I sada prognoze zvuče prilično zabrinjavajuće: sukobi, slično onome što se dogodilo 2009. godine, dogodit će se jednom u pet godina.

Rupa u satelitskom panelu SolarMax (NASA) napravljena fragmentom svemirskog otpada. Fotografija: NASA

Problem prostornih ostataka neće se riješiti sam. Broj samo velikih otpadaka se približava 20 tisuća, a na Zemlji prosječno jedan dan (tijekom sunčevog maksimuma tri puta češće, zbog zagrijavanja i širenja gornje atmosfere, au razdobljima minimuma - tri puta rjeđe). Ali najvažnije je da Kessler-ov sindrom već sada igra veću ulogu u povećanju broja smeća nego u novim lansiranjima.

Stručnjaci pozivaju da se ne paničari, rekavši da provedba scenarija koju je opisao Kessler neće učiniti svemirske letove nemogućim, već će samo povećati njihovu složenost i troškove zbog potrebe stalnog manevriranja, izbjegavajući krhotine. Također, neće utjecati na visoke orbite, gdje većina krhotina neće imati dovoljno energije da se uzdigne. No cijene i rizici u astronautici su još uvijek vrlo visoki. Ako se još povećaju, svemirski program riskira da trajno izgubi ekonomsku privlačnost. Stoga su sada sve svemirske agencije zabrinute za pronalaženje aktivnih mjera za borbu protiv kosmičkih ostataka. Ali to je odvojeno pitanje.

naprijed

"Kesslerov sindrom"

U razdoblju od 60-70-ih godina prošlog stoljeća u blizini naselja obavljani su radovi na obradi naslaga kredom, a kamenolom koji je nastao iz te djelatnosti kasnije je prilagođen odlagalištu za razne vrste otpada, ili jednostavnije, na običnom odlagalištu koje je u suprotnosti sa svim postojećim sanitarnim standardima., Sav otpad i smeće iz gotovo cijelog područja počeli su ga donositi ovdje. U budućnosti bi ga željeli prenijeti na novo mjesto, daleko od stambenog sektora, ali, kako kažu u jednoj od basni I. A. Krylova, još uvijek je tu. I poput vulkana, i zimi i ljeti, tinjajući otpad koji se ovdje uvozi već desetljećima, puši u svim vremenskim uvjetima, pri čemu emitira vrlo neugodan miris. I stvarno se nadam da će se obećani prijenos mjesta odlaganja konačno ostvariti.

Ali to je pola nevolje. Na suprotnom kraju sela, na ulazu u farmu za uzgoj peradi iz sela S. Maidan i M. Manadysh, gdje je u selu postojala cesta U Kuljašovu je formiran još jedan kamenolom, u kojem je uzeta tikvica za građevinske i popravne radove, koja također postaje mjesto odlaganja raznog otpada i smeća. I sve to je doneseno iz obližnjih sela. Nažalost, lokalne vlasti su smirene u vezi s tim i nitko nije kriv za ovaj bijes.

I to nije sve. Između državne farme "Sarast" i sa. Batushevo je klanac, popularno poznat kao Batushevsky, gdje je desetak izvora svježe vode odavno pretučeno iz zemlje, a ovo mjesto oduvijek su smatrali svetima naše bake i djedovi. Tu su se na velikim blagdanima okupljali i pjevali molitvene pjesme. Ali očigledno, tijekom godina sovjetske vlasti, ništa stvarno svetog nije ostalo u ljudima. Čak i na tim mjestima, gdje su učitelji vrtića odvodili djecu na šetnju, mještani su počeli uzimati sve što nije bilo potrebno na farmi: istrošene cipele, razni kontejneri, spaljene trupce i daske nakon požara, itd.

Nažalost, to također prakticiraju i drugi mještani: glavna stvar je daleko od njihovog doma i očiju ljudi. Izraz "odvesti do klanca" među stanovnicima okruga postaje sinonim za "odnijeti ga na deponiju". Da bi to potvrdili, nije vrijedilo ići daleko. U susjednom selu Batuševo, klanac usred sela s malim potokom, kojeg su mještani nazvali Kazanka, također je postao neka vrsta kanalizacijske cijevi, koja je puna svih vrsta kućnog otpada. Osobito upadljivo mjesto smetište u klanac iza trgovine s namirnicama na ulici. Lenjin d. 54 "a" i nalazi se u blizini kuća. Ispostavlja se da je sve oko zgrade uredno i čisto, da nas u grmlju ne tiče. No, ekološka situacija od takvog čišćenja dodijeljenog teritorija ne postaje bolja.

Kosmonauti imaju nešto poput "Kesslerovog sindroma". To je hipotetički pojam situacije kada okolna orbita zbog takozvanih svemirskih ostataka (sateliti koji su iscrpili svoje resurse, različite faze lansiranja vozila, krhotine, matice, vijci, itd.) Neće se moći koristiti za letove u svemir. Onečišćenje takvim stopama širom naših naselja, i mi ćemo uskoro moći učiniti naše prirodno okruženje nepogodnim za ljudsko stanovanje.

Kesslerov sindrom - što je njegovo lukavstvo?

Kessler-ov sindrom je moguća situacija kada će lavina nalik na okolnu orbitalu dovesti do nemogućnosti njezina korištenja za letove svemirskih letjelica. Ime je dobio po imenu osobe koja je prvi opisala sličan scenarij.

Ideja je sljedeća: kada se guraju dva velika objekta, stvara se mnogo smeća koje se sudaraju s drugim objektima i međusobno. Ideološki, on podsjeća na reakciju nuklearne fisije jezgara uranija. Broj krhotina koje lete duž najzamršenijih trajektorija povećava se na lavinski način.

Pikantnost situacije je da sve kruži oko Zemlje različitim brzinama, ali ne manje od 8 km / s. Naravno, komadić smeća i letjelica se kreću, ali čak i ako je relativna brzina stotinu metara u sekundi, onda ako objekt teži stotine tri grama, ipak će biti malo ugodan. A mali fragmenti rijetko lete jedan po jedan, oni su nešto poput oblaka.

Ako se pitate što se događa s letjelicom kada je sličan oblak pogodi, možete se upoznati s filmom "Gravitacija". Iako se ovaj film ističe svojom značajnom šarolikošću u autentičnosti, ali trenutak sudara svemirske stanice i oblaka letećih krhotina prilično je precizno prikazan u njemu.

Laserski Kesslerov sindrom

Količina smeća u bliskoj zemlji povećava se svake godine. Smeće se definira kao ostaci krutog goriva, zastarjelih vozila i njihovih fragmenata. Kao rezultat toga, deseci tisuća vozila s otpadom kreću se u okolnoj orbiti, koja se kreće ogromnom brzinom. Zabilježena su tri slučaja uništenja letjelica u sudaru s orbitalnim ostacima.

Činjenica da su ostaci u zemljinoj orbiti opasni, počela se reflektirati 70-ih godina prošlog stoljeća. U to vrijeme izračunata je mogućnost lavinskog rasta naslaga zemlje. Takozvani Kesslerov sindrom može uzrokovati lavinski rast krhotina u Zemljinoj orbiti. Kesslerov sindrom javlja se pri određenoj koncentraciji krhotina blizu zemlje, kada se sudar čestica krhotina ne može izbjeći. Kao posljedica sudara, oni će se razbiti na manje dijelove i još češće se sudariti. Proces će poprimiti karakter lavine. To može dovesti do činjenice da će biti nemoguće lansirati svemirske letjelice s planeta.

Još uvijek ne postoje učinkovite metode za borbu protiv krhotina zemlje. No, američki stručnjaci razvili su jeftin sustav koji može ispraviti orbite krhotina vozila pomoću infracrvenog lasera. Pretpostavlja se da će infracrveni laser kada lebdi oko prljavštine zemlje malo usporiti. Zbog toga je moguće spriječiti sudar svemirskih ostataka. Taj razvoj će usporiti Kesslerov sindrom.

No, da bi se uzgajalo zemljano smeće potrebno je točno znati njegovu orbitu. Trenutno je poznato samo 10% kružnih putanja oko zemlje.

Kesslerov sindrom

Wikipedija, slobodna enciklopedija

Kesslerov sindrom (Effect) je hipotetski razvoj događaja u blizini Zemljine orbite, kada svemirski otpad nastao uslijed brojnih lansiranja umjetnih satelita dovodi do potpune neprikladnosti blizu prostora za praktičnu uporabu. [1] Po prvi put takav scenarij detaljno je opisao NASA-in savjetnik Donald Kessler. [2] [3]

Sadržaj

ozbiljnost

Kesslerov sindrom je posebno lukav zbog "domino efekta" i jake "povratne sprege" - što je više čestica u orbiti, to su sateliti sve češće neuspješni i što je više novih satelita potrebno, što dovodi do povećanja količine ostataka u orbiti. [4]

Prijedlozi za smanjenje svemirskog otpada

Predviđeno je već u fazi projektiranja satelita da se osiguraju sredstva za njihovo uklanjanje iz orbite - kočenje do brzine ulaska u guste slojeve atmosfere, gdje će gorjeti, ne ostavljajući opasne velike dijelove, ili prelaziti u "grobne orbite" (daleko iznad GSO satelitskih orbita).

marija_vera

PRO i CONTRA. AUDIATUR ET ALTERA PARS

AUDIATUR ET ALTERA PARS

Svemirski ostaci i Kesslerov sindrom kao prijetnja ljudskom razvoju

Svemirski ostaci i Kesslerov sindrom kao prijetnja ljudskom razvoju

Raspodjela kretanja svemirskog otpada sada iu budućnosti. Grafika: ESA / TU Braunschweig / AP

Svemirski ostaci i Kesslerov sindrom kao prijetnja ljudskom razvoju

Početkom veljače, Japan će testirati mrežu svemirskih otpadaka, izvještava South China Morning Post. Međutim, prema nekim procjenama, do 2015. bit će prekasno da se očisti prostor blizu Zemlje.

Japanska agencija za istraživanje svemirskih istraživanja (JAXA) radi na projektu prikupljanja svemirskog otpada tijekom pet godina. Sustav je satelit koji će, nakon postavljanja u orbitu, aktivirati dugu i usku (samo 30 centimetara) metalnu mrežu i s njom će generirati magnetsko polje. Pretpostavlja se da će se na njemu postepeno skupljati određena količina otpada koji padaju oko Zemljinog prostora, a za oko godinu dana cijeli će se snop metala smanjiti i izgorjeti u atmosferi.

Početkom veljače, lansirno vozilo će isporučiti satelit sastavljen na Sveučilištu Kagawa i opremljen eksperimentalnom mrežom od 300 metara u orbitu. Za drugo ispitivanje već je pripremljena magnetska koča dugačka kilometar. Izrađena je u tvornici Nitto Seimo, specijalizirana za ribolovnu opremu. Ako se ta tehnika opravdava, japanski znanstvenici planiraju u budućnosti fiksirati magnetske instalacije izravno na dijelove svemirskog otpada.

Prema najoptimističnijim prognozama, sustav će raditi u normalnom načinu rada do 2019. godine, ali do tada čovječanstvo može ostati bez većine prednosti civilizacije povezane s prostorom.

Ljudi su počeli bacati prostor blizu Zemlje gotovo prije početka svemirske utrke. Ubrzo nakon lansiranja prvog umjetnog satelita i davno prije pojave svemirskih komunikacijskih sustava, američko Ministarstvo obrane činilo se kao dobra ideja stvoriti prsten od milijuna bakrenih žica od dva centimetra oko Zemlje. Bojeći se da će SSSR u slučaju sukoba presjeći telefonske i telegrafske podmornice, američka vojska tražila je način da udaljene radio komunikacije učine stabilnijima, neovisno o stanju ionosfere.

Tako je rođen projekt West Ford - Sjedinjene Države pokušale su izgraditi ogromnu dipolnu antenu oko Zemlje. Ako je uspješan, trebao je izgledati poput Saturnovih prstena.

Godine 1961. u orbitu je lansirana prva serija žice, ali je nije bilo moguće "prskati". Njena sudbina je još uvijek nepoznata.

Ludi Pentagonov projekt izazvao je široku osudu u UN-u. Međutim, 1963. došlo je do ponovnog pokretanja. Noseća raketa bacila je dipole na visini od 3,5 tisuća kilometara iznad Zemlje.

U početku, oblak žice dopuštao je da prenosi reflektirane radio signale između Kalifornije i Massachusettsa. Vremenom se "antena" sve više raspršila i kvaliteta signala je pala, ali u cjelini, eksperiment je prepoznat kao uspješan.

Nakon dva lansiranja Zapadnog Forda, stotine ili čak tisuće neotvorenih blokova s ​​žicom, kao i postrojenja za njegovo raspršivanje, ostali su u orbiti. Spojeni zajedno zbog pogreške u dizajnu, ovi dijelovi bakra su premali da bi ih se moglo pratiti, ali imaju dovoljno mase za stvaranje problema za druge svemirske letjelice. Međutim, u ukupnom volumenu smeća koje se danas rotira u blizini Zemlje, njihov udio je beznačajan.

Svemirska utrka i začepljenje prostora išli su ruku pod ruku. Od lansiranja Sputnik-1, Sjedinjene Države su vodile bazu podataka svih poznatih objekata koji padaju u blizu-Zemljin prostor, ali do 1991. godine zagađenje orbite nije smatrano ozbiljnim problemom: šezdesetih godina 20. stoljeća redovno su vršeni eksperimenti s antisatelitskim oružjem, sve do 1980-ih, ispuštene su raketne faze. slučajno.

Godine 1981. astronom Donald Kessler izračunao je da se 42% ruševina koje visi iznad Zemlje u to vrijeme pojavljuju u orbiti kao rezultat samo 19 događaja - uglavnom eksplozija koraka američke Delta serije. Nakon toga, Sjedinjene Države počele su raditi na smanjenju količine lansiranog otpada, a sve do kasnih 1980-ih, Sovjetski Savez je ostao lider u proizvodnji svemirskog otpada. Nakon pauze u devedesetim godinama, Rusija je povratila vodstvo u ovom pitanju jednostavno zbog broja lansiranja.

Do danas, količina smeća u orbiti procjenjuje se na 300 tisuća predmeta. NASA prati otprilike 22.000 najopasnijih - s promjerom od 10 centimetara i težine oko jednog kilograma i više. Predmeti promjera od jednog do deset centimetara također se smatraju "velikim" i potencijalno opasnim, ali ih moderne tehnologije ne dopuštaju.

Među otpadom koji ispunjava blizu-Zemljin prostor, možete pronaći prilično neočekivane objekte. Na primjer, rukavica prvog Amerikanca na otvorenom prostoru Eda Whitea, par kamera, kliješta, ključ, četkica za zube, kutija za alat i vreće za smeće, bačena iz stanice "Mir" petnaest godina.

Većina svemirskog otpada usredotočena je na nisku referentnu orbitu: ostaci i neki potrošeni sateliti ostaju ovdje, a drugi i kasniji stadiji lansirnih vozila tamo se bacaju. Zemljina gravitacija, solarni vjetar i atmosferski potisak, kako se ispostavilo 1980-ih - 1990-ih, nisu dovoljni da ovo smeće izgubi visinu i izgori u atmosferi brže nego što se njegove zalihe dopune.

U geostacionarnoj orbiti skupilo se mnogo krhotina, ali zbog opće putanje kretanja na toj visini, godišnje se dogodi otprilike jedna opasna konvergencija. U niskoj referentnoj orbiti stvari su drugačije: sateliti svakodnevno stvaraju oko 15 krugova oko Zemlje, stoga su ovdje opasne situacije česte, a njihove potencijalne posljedice su katastrofalne. Na udaljenosti od 160-2000 kilometara od površine Zemlje nalaze se glavni kartografski, geodetski i meteorološki sateliti, kao i mnogi komunikacijski sateliti - ukupno oko 1,1 tisuća objekata. Ovdje, na 400-kilometarskoj niskoj referentnoj orbiti, nalazi se ISS.

Godine 1991. Kessler je predvidio da će se, kada se postigne određena gustoća krhotina u blizini zemlje, njezina količina povećati samo zbog sudara.

Jedan otpad koji teži jedan kilogram, krećući se brzinom od 10 km / h, dovoljan je da uništi svemirsku letjelicu i time stvori mnogo novih teških i brzih ostataka. To će, zauzvrat, dovesti do kaskade sudara i raspršivanja fragmenata, koji će uništiti većinu satelita i učiniti da je blizu-Zemljin prostor nepogodan za plovidbu dugi niz godina.

Opisani scenarij naziva se Kesslerov sindrom. Dvadeset godina kasnije Ministarstvo obrane SAD-a potvrdilo je te nalaze. Kolizija dvaju velikih objekata (kao što je slučaj, na primjer, sa satelitima Kosmos-2251 i Iridium 33 u 2009. godini) može dovesti do lančane reakcije koja će uništiti cjelokupnu infrastrukturu niskih orbita.

Kessler je tvrdio da će kaskada sudara početi nezapaženo. Prema procjenama znanstvenika Nacionalne akademije znanosti SAD-a, kritični prag je već neopozivo prošao na visinama od 900, 1000 i 1500 kilometara.

Godine 2006. NASA je izračunala da čak i ako potpuno prestanemo letjeti u svemir, postojeće nakupine smeća neće početi „rastapati“ prije 2055. godine. Britanski istraživač obrane Richard Crowther predvidio je nekoliko godina ranije da bi lančana reakcija mogla početi već 2015. godine.

16. siječnja, zbog opasnosti od sudara s svemirskim ostacima, astronauti su morali odgoditi prilagodbu orbite ISS-a. Istog dana, film katastrofe "Gravitacija", posvećen Kesslerovom sindromu, postao je glavni kandidat za titulu najboljeg filma godine prema američkoj filmskoj akademiji.

Cairns-Sayreov sindrom

Cairns-Sayreov sindrom je uzrokovan različitim delecijama mitohondrijskog tRNA (leucin) -1 gena (MTTL1, 590050,0011).

Klinička slika
Za Kearns-Sayre sindrom, ptozu, progresivnu vanjsku oftalmoplegiju, ataksiju, mišićnu hipotoniju i slabost, karakteristično je oštećenje srčane provodljivosti, retinitis pigmentosa, kratki stas, gubitak sluha, hipogonadizam i ponekad smanjenje inteligencije.

Klinički se simptomi javljaju u dobi od 20 godina. Obično se prvo razvija oftalmoplegija. Retinopatija i atrioventrikularni blok otkriveni su, u pravilu, ne prije prve godine života. Razvijeni kompleks sindroma naziva se "oftalmoplegija plus".

Karakterizira ga ptoza, kratka stas, umjerena ili blaga živčana degeneracija, disfagija, dizartrija i slabost proksimalnih ili distalnih mišića. Dodatne anomalije u Cairns-Sayreovom sindromu su arahnodaktije, deformiteti prsnog koša, gotičko nepce, visoka kratkovidost.

Kardiovaskularni sustav
Zatajenje srca karakterizira blokada atrioventrikularnog provođenja do razvoja transverzalnog bloka s pojavom Morgagni-Adams-Stokesovih napadaja. Blok je na razini H-V, dok A-H-holding nije povrijeđen. Najčešće se nalaze bifascikularni blokovi (desni i lijevi prednji ogranci snopa njegovog), atrioventrikularni blok u omjeru 2: 1. Trifaksikularni blok može se razviti s produljenim Q-T intervalom. Prijavljen je slučaj u kojem je nepotpuna blokada iznenada napredovala do potpune transverzalne blokade.

Rijetko u bolesnika s Kearns-Sayreovim sindromom otkriva se ventrikularna tahikardija. Poznati slučaj polimorfne ventrikularne tahikardije koja dovodi do sinkopalnih epizoda. Holter monitoringom, ventrikularna tahikardija bila je praćena produljenim sindromom Q-T intervala. A. Rashid, M.H. Kim (2002) ustanovila je povezanost Kearns-Sayre sindroma s produljenim Q-T sindromom. Autori vjeruju da polimorfna ventrikularna tahikardija može biti u podnožju sinkopalnih stanja i iznenadne smrti pacijenata zajedno s asistolom.

Kod ehokardiografskog istraživanja dolazi do umjerene hipertrofije lijeve klijetke. Veličina šupljina srca može se povećati hemodinamski zbog rijetkog ritma. Često se određuje prolaps mitralnog i tricuspidnog ventila.

Rijetka kardiovaskularna komplikacija u Cairns-Sayre sindromu je plućna embolija.

Elektromiografija ukazuje na mijopatski profil. Kompjutorska tomografija mozga otkriva sporo napredujuću atrofiju mozga, nisku gustoću bijele tvari u mozgu i kalcifikaciju bazalnih ganglija. Pri histokemijskom proučavanju biopsije skeletnog mišića određena je atrofija mišićnih vlakana tipa II razderanih crvenih vlakana, au nekim slučajevima dolazi do prekomjernog taloženja lipida povezanih s niskom aktivnošću palmitoil-CoA sintetaze. Elektronska mikroskopija biopsije skeletnog mišića otkriva prekomjerno taloženje mitohondrijskih abnormalnosti glikogena u obliku povećanja njihovog broja i veličine. Smrt nastaje zbog progresivne živčane degeneracije. U 27% slučajeva smrt nastupa iznenada zbog asistole.

Od 1986. do 1999. godine bilo je pet pacijenata s Kearns-Sayreovim sindromom. Među ispitanicima su bila četiri dječaka i jedna djevojčica. Stupanj oštećenja kardiovaskularnog sustava uvelike se razlikovao od distalnog oštećenja provodljivosti uz lijevu ili desnu nogu njegovog početka do postepenog napredovanja s razvojem kompletnog atrioventrikularnog bloka. Nastali napadi Morgagni-Adams-Stokesa i sinkopalnog stanja zahtijevali su hitnu implantaciju umjetnog pejsmejkera.

Dodatni Članci O Embolije