El 1957, la Unió Soviètica va llançar a l'espai el primer satèl·lit artificial de la Terra, obrint així una nova era en la història de la humanitat: l'era de l'exploració espacial. Durant els darrers 50 anys, des de llavors, l’home ha enviat a l’espai una gran varietat de satèl·lits, coets i estacions científiques. Tot plegat va provocar la contaminació sistemàtica de l’espai exterior al voltant del nostre planeta. Segons la informació de la NASA, a juliol de 2011, 16 094 objectes d'origen artificial "giraven" al voltant de la Terra, inclosos 3 396 satèl·lits en funcionament i ja fallits, així com 12 698 blocs de reforç, van passar etapes dels vehicles de llançament i els seus residus. El document presentat indica que pel que fa al nombre d’objectes d’origen artificial en òrbita terrestre baixa, Rússia ocupa el primer lloc: 6075 objectes, dels quals 4667 són restes espacials, seguits dels Estats Units, la Xina, França, l’Índia i el Japó.
La mida de les deixalles que es troben en una òrbita baixa de la Terra varia força, des de les micropartícules fins a la mida d’un autobús escolar. El mateix es pot dir amb la massa d’aquesta brossa. Els fragments grans poden pesar fins a 6 tones, mentre que les partícules petites només pesen uns quants grams. Tots aquests objectes es mouen a l’espai en diferents òrbites i velocitats diferents: des de 10 mil km / h fins a 25 mil km / h. A més, en cas de col·lisió d’aquestes peces de deixalles espacials entre si o amb qualsevol satèl·lit que es mogui en direccions oposades, la seva velocitat pot arribar als 50 mil km / h.
Segons Alexander Bagrov, investigador sènior de l'Institut de Recerca d'Astronomia de l'Acadèmia de Ciències de Rússia, avui en dia sorgeix una situació paradoxal. Com més vehicles llanci la humanitat a l'espai, menys adequat serà per al seu ús. Les naus espacials fallen cada any amb una envejable regularitat, el resultat és que la quantitat de deixalles a l'òrbita de la Terra augmenta un 4% anual. Actualment, fins a 150 mil objectes diferents amb mides d’1 a 10 cm giren a l’òrbita terrestre, mentre que les partícules, la mida de les quals és inferior a 1 cm de diàmetre, són simplement milions. Al mateix temps, si en òrbites baixes de fins a 400 km, les deixalles espacials es ralentitzen per les capes superiors de l’atmosfera del planeta i després d’un cert temps cauen a la Terra, poden estar en òrbites geoestacionàries per una quantitat infinitament llarga de temps.
Els impulsors de coets, que s’utilitzen per llançar satèl·lits a l’òrbita de la Terra, contribueixen a l’augment de deixalles espacials. Al voltant del 5-10% del combustible roman als seus tancs, que és molt volàtil i es converteix fàcilment en vapor, cosa que sovint provoca explosions força potents. Després de diversos anys a l’espai, els escenaris de coets que han servit el seu temps esclaten a trossos, escampant al seu voltant una mena de “metralla” de petits fragments. Durant els darrers anys, s'han registrat unes 182 explosions d'aquest tipus a l'espai proper a la Terra. Així doncs, només una explosió d’un escenari d’un coet indi va provocar la formació de 300 grans deixalles alhora, així com una infinitat d’objectes espacials més petits, però no menys perillosos. Avui, el món ja té les primeres víctimes de deixalles espacials.
Així doncs, el juliol de 1996 a una altitud d’uns 660 km. el satèl·lit francès va xocar amb un fragment de la tercera etapa del vehicle de llançament arian francès, que es va llançar a l’espai molt abans. La velocitat relativa en el moment de la col·lisió era d’uns 15 km / s o 50 mil km / h. No cal dir que els experts francesos, que van faltar a l’enfocament del seu propi objecte gran, es van mossegar els colzes durant molt de temps després d’aquesta història. Aquest incident no es va convertir en un escàndol internacional important, ja que tots dos objectes que xocaven a l'espai eren d'origen francès.
És per això que el problema actual amb les restes espacials no necessita exageracions addicionals. Només cal tenir present que al ritme actual, en un futur proper, una part important de l’òrbita terrestre no serà el lloc més segur per a les naus espacials. En adonar-se d’això, l’investigador Jonathan Missel, de la Texas Agricultural University, creu que tots els mètodes existents de neteja de deixalles espacials tenen almenys una de les dues malalties comunes. O bé impliquen la realització de missions "Una peça de deixalles espacials: un escombriaire" (que és molt car), o impliquen la creació de tecnologies, que trigaran més d'una dècada a afinar-se. Mentrestant, el nombre de víctimes de deixalles espacials només creix.
En adonar-se’n, Jonathan Missel proposa actualitzar el concepte One Piece of Space Junk - One Scavenger a reutilitzable. L'escombradora espacial TAMU amb el satèl·lit Sling-Sat, que ell i els seus col·legues han desenvolupat, està equipat amb "braços" especials personalitzables. Aquest satèl·lit, després d’apropar-se als residus espacials, el capta amb un manipulador especial. Al mateix temps, a causa de diferents vectors de moviment, el Sling-Sat comença a girar, però gràcies a la inclinació ajustable i la longitud dels "braços", aquesta maniobra està completament controlada, cosa que permet girar de forma significativa com una pilota de futbol canviar la seva pròpia trajectòria, enviant un "satèl·lit de fona" cap a les pròximes restes espacials.
En el moment en què el satèl·lit es troba en la trajectòria cap al segon objecte espacial, el primer element de restes espacials l’allibera durant la rotació. A més, això succeirà en un angle tal que es garanteixi que una mostra de deixalles espacials estavelli contra l'atmosfera del nostre planeta i s'hi cremi. Un cop assolit el segon objecte de deixalles espacials, aquest satèl·lit repetirà l’operació feta i ho farà cada vegada, mentre rebrà una càrrega addicional d’energia cinètica dels residus espacials i, al mateix temps, l’enviarà de nou a la Terra al planeta que va donar puja-hi.
Val a dir que aquest concepte recorda una mica el mètode dels saltadors llargs grecs de l’antiguitat, que ho feien llançant maneres (per obtenir una acceleració addicional). És cert que, en aquest cas concret, els objectes de deixalles espacials hauran de ser capturats i llançats sobre la marxa, si TAMU Space Sweeper hi farà front és una pregunta oberta.
Escombradora espacial TAMU
La simulació per ordinador realitzada mostra que l’esquema proposat té una alta eficiència teòrica de combustible. I això és comprensible: en el cas d’un "satèl·lit de fona", l'energia se suposa que es pren de trossos de satèl·lits i coets ja accelerats a la 1a velocitat còsmica, i no del combustible que hauria de ser lliurat a la brossa. col·leccionista de la Terra.
Per descomptat, el concepte presentat per Missel té alguns colls d’ampolla. Val a dir que cap de les restes espacials, naturalment, és adequada per a una trampa manipuladora i, sobretot, per a acceleracions elevades durant una rotació intensa. En el cas que la peça sigui massa gran i pesada, la seva energia durant la rotació pot ser suficient per destruir-se, així com el manipulador. Al mateix temps, és poc probable que la creació d’un gran nombre d’altres en lloc d’un objecte de deixalles espacials condueixi a una millora de la situació de l’espai en òrbites terrestres baixes. Al mateix temps, per descomptat, la idea es veu interessant i eficaç en el cas d’una implementació tècnica adequada.
