211service.com
Hur man gjuter ett bredare nät för att spåra rymdskräp
Ms Tech | Skräp: Getty; Jorden: NASA
Rymdskräp försvinner inte när som helst snart – och det gör inte heller problemen det orsakar. Vi är redo att se fler satellituppskjutningar för varje år som går, vilket innebär att fler delar av raketer och rymdfarkoster lossnar och zippa runt i över 22 000 mph . Vid dessa hastigheter kan till och med ett föremål bara några centimeter långt förstöra en satellit och skicka ännu mer skräp i rymden.
Hur hanterar du detta? Du kan använda kraftfulla lasrar för att mäta avståndet för dessa objekt, som radar eller ekolod. En laserstråle träffar skräpet i omloppsbana och studsar tillbaka till jorden, och markpersonal kan mäta hur lång tid det tar att ta reda på var de är och vart de är på väg, vilket varnar dig om möjliga kollisioner med andra föremål. Denna laseravståndsteknik är långt ifrån en ny praxis för att spåra satelliter, men med spårning av rymdskräp är situationen annorlunda, säger Carolin Frueh, en astrodynamikexpert vid Purdue University. Rymdskrot stannar inte i en stabil omloppsbana. Den kommer att börja tumla och ta upp potentiellt snabba attitydrörelser, så den är inte bra orienterad, säger hon. Laserdetektering kommer att visas mer slumpmässigt än för satelliter, så det krävs mer kontinuerliga observationer för att verkligen förutsäga vart skräpet är på väg.
Laseravstånd ger dig bara ett platsfönster som är upp till flera tusen kilometer långt. För bättre förutsägelser kan skräpspårare också mäta reflektionen av solljus från dessa objekt, vilket kan användas för att begränsa dessa fönster till bara några meter. Men dessa solljusreflektioner kan bara observeras runt gryning eller skymning, när markstationerna fortfarande är mörka men själva satelliterna är upplysta.
Ett team av europeiska forskare tror att de äntligen har kommit runt det här problemet, enligt a ny artikel publicerad i Nature Communications . Ett team under ledning av Michael Steindorfer, en rymdskräpforskare från Österrikiska vetenskapsakademin, har hittat ut ett sätt att visualisera rymdskräp under fullt dagsljus mot en blå himmelsbakgrund. Istället för att mäta solljusreflektioner på gammaldags sätt använder den nya dagsljustekniken ett specialiserat filter, teleskop och kamerasystem för att observera stjärnor på himlen under dagsljus (när de är 10 gånger svårare att upptäcka). Detta ger dig en bakgrund som står i kontrast till rymdskräpet, som reflekterar ljuset starkare eftersom de är närmare jorden, så du behöver inte längre vänta till skymningen eller före gryningen för att få mätningar av solljusreflektion. Dessutom designade teamet ny mjukvara som automatiskt korrigerar objektplaceringsförutsägelser i realtid mer exakt än tidigare system.
Teamet testade detta nya dagsljussystem under dagtid på fyra olika raketkroppar som rörde sig genom omloppsbana knappt 1 000 kilometer över jordens yta, och pekade ut deras platser ner till en räckvidd på ungefär en meter. De validerade senare systemet genom observationer av 40 andra objekt. Sammantaget tror forskarna att det nya dagsljussystemet kan göra ett laseravståndssystem mer exakt i mellan 6 och 22 timmar om dygnet, beroende på årstid. Det bör ligga väl inom ramen för en spårningsstation att sätta upp ett sådant system.
Pågående arbete
Vissa uppskattningar tyder på att det finns 130 miljoner bitar av rymdskräp som kretsar runt jorden.
NASA ODPO
Att utföra observationer i dagsljus har dock sina nackdelar, och Steindorfer tillåter att reflektioner från andra objekt lätt kan störa skräpspårningen. Både hårdvaran och mjukvaran måste förbättras över tid för att minska felaktiga förutsägelser, och Steindorfer hävdar att hela systemet måste ses som ett pågående arbete. Frueh, som inte arbetade med den nya studien, tillägger också att dagsljusspårning redan är möjlig med radar, och dagsljusoptiska observationer har också använts för att upptäcka rörelsen av särskilt ljust skräp.
Men att kombinera dessa teleskopobservationer med laseravståndsmätningar ger en betydande förbättring av den aktuella noggrannheten för katalogiserade objekt, särskilt i höghöjdsbanor, som inte radarspåras, säger Frueh. Hon varnar för att det inte kan fungera som en slutgiltig lösning för att skanna skräp av alla storlekar och höjder – men det borde vara ett annat användbart verktyg i skräpspårningsverktygsbältet.
Steindorfer är naturligtvis mer optimistisk om effekterna av det nya dagsljussystemet. Han tror att det skulle kunna hjälpa till att främja ett mer organiserat nätverk av skräpspårningsstationer runt om i världen, som arbetar tillsammans på ett sätt som avsevärt förbättrar omloppsförutsägelser och ger bättre varningar för möjliga kollisioner, eller till och med informera framtida rymdskrotsuppdrag. Med tanke på hur illa problemet med rymdskräp blir, är alla nya lösningar mer än välkomna vid denna tidpunkt.