'แผ่นป้ายทะเบียน' ของดาวเทียมและเชื้อเพลิงจรวดที่ติดไฟใหม่อาจทำให้หัวเรือล่มในอวกาศ

ดาวเทียมที่เสียชีวิตไปเกือบสองดวงชนกันในวันที่ 29 มกราคมและโทรศัพท์ที่ใกล้ชิด (วัตถุที่พลาดซึ่งกันและกันประมาณ 154 ฟุตหรือ 47 เมตร) ได้รับความสนใจใหม่สำหรับปัญหาที่กำลังเพิ่มขึ้นเหนือโลก: เมฆของอวกาศขยะ

วัตถุจำนวนนับล้านประกอบขึ้นเป็นสถานที่เก็บขยะที่โคจรรอบนี้ซึ่งชิ้นส่วนที่พุ่งออกมาสามารถเข้าถึงความเร็วเกือบ 18,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (19,000 กม. / ชม.) ซึ่งเร็วกว่ากระสุน 7 เท่าตามที่นาซ่าระบุ เศษซากประมาณ 500,000 ชิ้นมีขนาดหินอ่อนอย่างน้อยและวัตถุประมาณ 20,000 ชิ้นมีขนาดเท่าซอฟต์บอลหรือใหญ่กว่ารายงานของนาซ่าในปี 2556

การเพิ่มความยุ่งเหยิงคือการแพร่กระจายของดาวเทียมขนาดเล็กที่เรียกว่าลูกบาศก์ ลูกบาศก์ยาว 4 นิ้ว (10 เซนติเมตร) เหล่านี้มีน้ำหนักเพียง 3 ปอนด์ (1.4 กิโลกรัม) และราคาเริ่มต้นที่ $ 40,000 บริษัท เอกชนว่าจ้างคนเป็นพันให้รวบรวมข้อมูลและให้บริการอินเทอร์เน็ตและวิทยุตามห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอสอาลามอส

ด้วยความแออัดของอวกาศทำให้วิศวกรการบินและอวกาศกำลังแข่งขันกันเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีและระบบที่สามารถป้องกันการล่มเพื่อปกป้องดาวเทียมที่ใช้งานภารกิจอวกาศในอนาคตและผู้คนและทรัพย์สินบนพื้นดินผู้เชี่ยวชาญของ Los Alamos กล่าวกับ Live Science

ดาวิดพาลเมอร์ซึ่งเป็นพื้นที่ลอสอาลามอสและนักวิทยาศาสตร์จากการสำรวจระยะไกลกล่าวว่ามีดาวเทียมประมาณ 5,000 ดวงที่มีน้ำหนักบรรทุกขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกของเรา

“ ในปัจจุบันเมื่อมีการเปิดตัวบางสิ่ง - และการเปิดตัวสามารถปล่อยดาวเทียมได้มากกว่า 100 ดวง - ผู้ปฏิบัติงานและผู้เฝ้าระวังอวกาศต้องติดตามฮาร์ดแวร์อวกาศทุกชิ้นที่ปล่อยออกมาจากจรวดและระบุว่าเป็นชิ้นใด วิทยาศาสตร์สด

พาลเมอร์เป็นผู้ตรวจสอบหลักสำหรับโครงการที่พัฒนาป้ายทะเบียนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับดาวเทียม สิ่งนี้จะช่วยให้ orbiters ถ่ายทอดเจ้าของและตำแหน่งตราบเท่าที่พวกเขาอยู่ในอวกาศแม้หลังจากที่ดาวเทียมหยุดทำงาน

การขับเคลื่อนด้วยตนเองและการเต้นด้วยเลเซอร์

ป้ายทะเบียนรถที่เรียกว่าเป็นเรื่องเกี่ยวกับขนาดของกระเบื้อง Scrabble ขนาดเล็กพอที่จะดำเนินการโดยแม้กระทั่งก้อนเล็ก ๆ ฉายพอยเตอร์ออพติคอลที่มีทรัพยากรต่ำมากหรือ ELROI มันสร้างรหัสระบุที่ไม่ซ้ำกัน - หมายเลขใบอนุญาตดาวเทียม - ด้วยเลเซอร์ที่กระพริบ 1,000 ครั้งต่อวินาที รูปแบบที่สร้างโดยการกระพริบแปลเป็นรหัสอนุกรมที่สามารถอ่านได้โดยกล้องโทรทรรศน์บนพื้นดินระบุเจ้าของและพิกัดของดาวเทียม

เนื่องจาก ELROI ขับเคลื่อนโดยโซล่าเซลล์ของตัวเองจึงสามารถ "พูดคุย" ต่อโลกได้หลังจากสิ้นสุดช่วงชีวิตของดาวเทียม และเนื่องจาก ELROI มีขนาดเล็กและน้ำหนักเบาและไม่ต้องใช้พลังงานจากภายนอกจึงสามารถติดตั้งเข้ากับชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์อวกาศที่ไม่มีเครื่องส่งสัญญาณวิทยุเช่นจรวดที่ส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศและไขให้เป็นขยะลอยอิสระ

ด้วยการให้ข้อมูลที่ติดตามได้สำหรับวัตถุแต่ละชิ้นในกลุ่มเมฆอวกาศที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้ ELROI สามารถมีบทบาทสำคัญในการหยุดการชน มันยังสามารถตรวจสอบการส่งสัญญาณวิทยุในดาวเทียมที่ใช้งานได้และแจ้งเตือนผู้ปฏิบัติงานเมื่อการสื่อสารขัดข้องพาลเมอร์กล่าว

"นอกจากฟังก์ชั่นการระบุตัวมันยังสามารถใช้เป็นฟังก์ชั่นการวินิจฉัยที่มีแบนด์วิดท์ต่ำดังนั้นจึงช่วยลดจำนวนดาวเทียมที่แตกหักในอวกาศได้อีกด้วย" เขากล่าวเสริม "เทคโนโลยีป้ายทะเบียนรถยนต์เป็นเพียงส่วนหนึ่งของโซลูชัน - แต่เป็นส่วนสำคัญ"

วิทยาศาสตร์จรวด

เมื่อจรวดปล่อยดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรพวกเขามักเผาไหม้เชื้อเพลิงทั้งหมดทันที อย่างไรก็ตามการเติมจรวดด้วยเชื้อเพลิงชนิดหนึ่งที่สามารถขึ้นครองซ้ำได้นั้นสามารถให้ผู้ปฏิบัติงานภาคพื้นได้อีกทางเลือกหนึ่งในการรักษาดาวเทียมให้ปลอดภัยจากการชนในอวกาศ

“ สิ่งที่เราได้ทำที่นี่ที่ Los Alamos กำลังสร้างจรวดที่แข็งแกร่งซึ่งคุณสามารถเริ่มต้นได้หยุดมันแล้วเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง” Dallmann หัวหน้าโครงการเพื่อการพัฒนาวิธีการแบบใหม่นี้กล่าว ความสามารถในการครอบครองเชื้อเพลิงของจรวดแม้หลังจากที่วงโคจรของดาวเทียมสามารถใช้งานได้แล้วฮาร์ดแวร์อวกาศก็สามารถเปลี่ยนเส้นทางเพื่อหลีกเลี่ยงการชนที่อาจเกิดขึ้นได้

“ เราได้พัฒนาแนวคิดที่ว่าจรวดของเรานั้นมีน้ำหนักบรรทุกรวมเข้ากับดาวเทียม” Dallmann กล่าว หลายปีหลังจากดาวเทียมแยกตัวออกจากยานยนต์ที่พุ่งขึ้นสู่อวกาศยานของเราอาจถูกเรียกให้ทำการบรรจุกระสุนเพื่อหลีกเลี่ยงวงโคจรฉุกเฉิน

ตั้งแต่ปี 1960 นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบว่าการขยายห้องเผาไหม้อย่างรวดเร็วในจรวดเชื้อเพลิงแข็งสามารถดับไฟหลังจากการจุดระเบิดได้ สำหรับ Dallmann และเพื่อนร่วมงานของเขาความท้าทายคือการสร้างระบบจุดระเบิดที่สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้รวมกับกลไกในการแยกห้องเชื้อเพลิงอย่างรวดเร็ว

ความท้าทายอีกประการคือทำอย่างไรจึงจะควบคุมน้ำมันเชื้อเพลิงได้โดยปกติแล้วจุดไฟจะถูกทำลายโดยการเผาครั้งแรก เพื่อแก้ปัญหานั้นนักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะไม่ใช้ปืนจุดพลุแบบดั้งเดิม แต่พวกเขาทดลองใช้การแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนภายในห้องเผาไหม้จากนั้นติดไฟโดยใช้อิเล็กโทรดเพื่อสร้างประกายไฟ จากนั้นนักวิจัยดับไฟด้วยการคลายการบีบอัด

“ เราสามารถพัฒนาสิ่งนี้จนถึงจุดที่เราสามารถทำการเผาไหม้หลายครั้งตามลำดับในจรวดขนาดเล็ก” Dallmann กล่าว ขั้นตอนต่อไปจะรวมถึงการทดสอบในวงโคจร "ที่เราจะทำการเผาแบบลูกบาศก์บนลูกบาศก์" หลาย Dallmann กล่าว