Dua satelit yang tidak berfungsi hampir bertembung pada 29 Januari dan panggilan mereka (benda-benda yang terlepas satu sama lain dengan anggaran 154 kaki atau 47 meter) memperbaharui perhatian untuk masalah yang semakin meningkat di atas Bumi: awan ruang kosong.
Berjuta-juta objek terdiri daripada barang rongsokan yang mengasyikkan ini, di mana serpihan serpihan boleh mencapai kelajuan 18,000 mph (19,000 km / j), sekitar tujuh kali lebih cepat daripada kelajuan peluru, menurut NASA. Kira-kira 500,000 kepingan runtuhan sekurang-kurangnya saiz marmar, dan kira-kira 20,000 objek adalah saiz bola sepak atau lebih besar, NASA melaporkan pada tahun 2013.
Menambah kekacauan adalah percambahan satelit kecil yang dipanggil cubesats. Kaki 4-inci (10 sentimeter) ini beratnya hanya 3 lbs. (1.4 kilogram) dan kos pelancaran bermula pada $ 40,000; syarikat swasta memberi komisyen kepada ribuan orang untuk mengumpul data dan menyediakan perkhidmatan internet dan radio, menurut Los Alamos National Laboratory.
Dengan kesesakan ruang ini, jurutera aeroangkasa berlumba-lumba untuk membangunkan teknologi dan sistem yang boleh mengelakkan kemalangan untuk melindungi satelit kerja, misi ruang masa depan, dan orang dan harta di lapangan, pakar Los Alamos memberitahu Live Science.
Kira-kira 5,000 satelit membawa muatan ke orbit di sekeliling planet kita, tetapi hanya kira-kira 2,000 yang aktif dan berkomunikasi dengan Bumi, kata David Palmer, ruang Los Alamos dan saintifik penginderaan jauh.
"Pada masa ini, apabila sesuatu dilancarkan - dan pelancaran boleh melepaskan 100 atau lebih satelit - pengendali dan pengawasan ruang harus mengesan setiap sekeping perkakasan ruang yang dilepaskan oleh roket dan menentukan secara individu yang mana," katanya. Sains Hidup
Palmer adalah penyiasat utama untuk projek membangun sejenis plat lesen elektronik untuk satelit. Ini akan membenarkan orbiters untuk menyiarkan pemilik dan kedudukan mereka selagi mereka berada di angkasa, walaupun selepas satelit berhenti berfungsi.
Berkuasa sendiri dan laser berdenyut
Plat lesen yang dipanggil adalah saiz jubin Scrabble, cukup kecil untuk dibawa oleh cubesats walaupun kecil. Digelar pengecam optik sumber yang sangat rendah, atau ELROI, ia menghasilkan kod pengenalan unik - nombor lesen satelit - dengan laser yang berkilat 1,000 kali sesaat. Corak yang dibuat oleh berkelip diterjemahkan ke dalam kod siri yang boleh dibaca oleh teleskop di atas tanah, mengenal pasti pemilik satelit dan koordinat.
Kerana ELROI dikuasakan oleh sel solar sendiri, ia boleh terus "bercakap" ke Bumi selepas hujung jangka hayat satelit. Dan kerana ELROI adalah kecil dan ringan dan tidak memerlukan kuasa luaran, ia boleh dengan mudah dipasang pada kepingan perkakasan ruang yang tidak mempunyai pemancar radio, seperti roket yang melancarkan satelit ke ruang angkasa dan digulung sebagai sampah yang mengambang bebas.
Dengan menyediakan data yang boleh dikesan untuk objek individu dalam awan serpihan ruang yang semakin meningkat, ELROI boleh memainkan peranan kritikal dalam mengatasi perlanggaran. Ia juga boleh memantau penghantaran radio di satelit kerja dan operator amaran apabila komunikasi terganggu, kata Palmer.
"Di luar fungsi pengenalannya, ia juga boleh digunakan sebagai fungsi diagnostik bandwidth rendah, sehingga dapat membantu mengurangi jumlah satelit yang rusak di angkasa," tambahnya. "Teknologi plat lesen hanya sebahagian daripada penyelesaian - tetapi ia adalah bahagian penting."
Sains roket
Apabila roket melancarkan satelit ke orbit, mereka biasanya membakar semua bahan api sekaligus. Walau bagaimanapun, mengisi roket dengan jenis bahan api yang boleh berulang-ulang diketengahkan boleh memberi pengendali lapangan lagi satu lagi pilihan untuk menjaga satelit selamat dari kemalangan angkasa, jurutera penyelidik Los Alamos Nick Dallmann memberitahu Live Science.
"Apa yang kami lakukan di sini di Los Alamos adalah membuat roket padat di mana anda boleh memulakannya, hentikannya dan kemudian mulakannya semula," kata Dallmann, pemimpin projek untuk pembangunan kaedah novel ini. Mampu menghidupkan bahan bakar roket walaupun selepas satelit mencapai orbit dapat membolehkan perkakasan ruang untuk beralih arah untuk mengelakkan kemungkinan perlanggaran, jelasnya.
"Kami telah memikirkan konsep di mana roket kami adalah muatan yang terintegrasi ke dalam satelit," kata Dallmann. "Berpotensi, bertahun-tahun selepas satelit telah dipisahkan dari peringkat atas kenderaan pelancaran, muatan kami boleh dipanggil untuk melakukan gerakan mengelakkan serpihan orbital kecemasan."
Sejak tahun 1960-an, saintis telah mengetahui bahawa dekompresi cepat pembakaran ruang dalam roket bahan api pepejal dapat memadamkan pembakaran selepas pencucuhan. Bagi Dallmann dan rakan-rakannya, cabarannya adalah untuk mencipta sistem pencucuhan yang boleh diguna semula yang digabungkan dengan mekanisme untuk mengecilkan semula bahan bakar dengan pantas.
Satu lagi cabaran ialah bagaimana menghidupkan bahan bakar, kerana pencucuh biasanya dimusnahkan oleh pembakaran pertama. Untuk menyelesaikannya, para saintis memutuskan untuk tidak menggunakan alat api piroteknik konvensional. Sebaliknya, mereka bereksperimen dengan memisahkan air menjadi hidrogen dan oksigen di dalam ruang pembakaran dan kemudian menyalakannya menggunakan elektrod untuk menghasilkan percikan api. Kemudian, para penyelidik memadamkan luka bakar melalui penyahmampatan.
"Kami telah dapat membangunkan ini ke titik di mana kita boleh melakukan pelbagai terbakar secara berurutan dalam roket kecil," kata Dallmann. Langkah seterusnya akan termasuk ujian di orbit, "di mana kami akan melakukan pelbagai terbakar di atas cubesat," kata Dallmann.
