Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Europejska siec naukowców bada zagrożenie ze strony asteroid i odpadów w przestrzeni kosmicznej

Naukowcy z finansowanej ze środków unijnych sieci badawczej opracowali pionierskie techniki monitorowania, eliminacji i zmiany trajektorii asteroid i odpadów w przestrzeni kosmicznej.
Europejska siec naukowców bada zagrożenie ze strony asteroid i odpadów w przestrzeni kosmicznej
Asteroidy oraz odpady w przestrzeni kosmicznej znacząco zagrażają zasobom kosmicznym i ziemskim. Jakkolwiek kolizja z asteroidą wielkich rozmiarów wydaje się mało prawdopodobna, należy się liczyć z taką możliwością, jak to pokazał przypadek asteroidy Apophis w 2004 r., której przelot w niedalekiej odległości od Ziemi wywołał obawy, że w przyszłości może dojść do zderzenia. Niemniej, oczekuje się, że kolizje z mniejszymi obiektami będą zachodziły częściej, o czym świadczy niedawne zdarzenie w Czelabińsku. Natomiast zasoby kosmiczne są narażone na regularne kolizje z odpadami, dryfującymi w przestrzeni kosmicznej.

Projekt Stardust (Stardust-The Asteroid and Space Debris Network) – pierwsza i jedyna sieć badawcza, ustanowiona, aby udostępnić szkolenia z zakresu zagrożenia niesionego przez odpady w przestrzeni kosmicznej i asteroidy - jest odpowiedzią na ten rosnący problem. Projekt Stardust łączył badania w wielu dyscyplinach, od robotyki do matematyki stosowanej i od inteligencji obliczeniowej po astrodynamikę, aby znaleźć praktyczne i skuteczne rozwiązania problemu odpadów kosmicznych i asteroid.

Zapobieganie poważnej kolizji

Naukowcy opracowali nowe narzędzia, by pełniej zrozumieć ruch przedmiotów w przestrzeni kosmicznej (satelitów i odpadów) wokół Ziemi. W niektórych przypadkach ustalono, że ruch ten jest chaotyczny i wykazuje rezonans z ruchem innych ciał, takich jak księżyc. Zespół przeanalizował rożne reżimy orbitalne: orbity na niskiej wysokości nad powierzchnią Ziemi, na średniej wysokości nad powierzchnią Ziemi (MEO) oraz geostacjonarnej orbity w płaszczyźnie równikowej (GEO) o tej samej prędkości kątowej co Ziemia, przy czym udało się gruntowniej wyjaśnić potencjalny brak stabilności trajektorii kluczowych zasobów, obiegających Ziemię po orbitach MEO i GEO. Uzyskane wyniki są istotne, gdyż pomogą określić, które orbity wykazują stabilność, a które można wykorzystać do łatwej utylizacji satelitów pod koniec okresu ich użytkowania.

W ramach projektu Stardust wyłoniono nowe i szybkie sposoby ustalania orbit asteroid oraz odpadów w przestrzeni kosmicznej. Dzięki nowym metodom, będzie można przetwarzać olbrzymią ilość obserwacji i lepiej przewidywać ewentualne kolizje asteroid z Ziemią.

Odniesiono również sukces, rozwijając nowe techniki odgruzowania odpadów w przestrzeni kosmicznej i asteroid. Projekt Stardust przyniósł znaczny postęp w rozumieniu wykorzystania ablacji laserowej w celu eliminacji odpadów i manipulacji asteroidami, pokazując, że ta technika jest skutecznym i wszechstronnym rozwiązaniem, optymalnym względem innych metod zmiany trajektorii asteroid. Ponadto, w toku projektu Stardust wdrożono nową technikę usuwania odpadów kosmicznych, opartą na działaniu prądów wirowych, której skuteczność udowodniono na podstawie scenariuszy prawdziwych misji kosmicznych.

Projekt Stardust umożliwił nowy wgląd w warunki stosowania całej gamy znanych metod zmiany trajektorii, takich jak impaktor kinetyczny lub ciągnik grawitacyjny, dostarczając wiedzy, którą metodę wybrać w zależności od charakteru zagrażającej asteroidy.

Pokłosiem projektu Stardust jest również nowa metoda zmiany trajektorii, oparta na wybuchach jądrowych, zwana metodą cyklu jądrowego (nuclear cycler). Nowa metoda pozwala na kontrolowaną i skuteczną zmianę trajektorii asteroid o średnich i dużych rozmiarach.

W toku projektu Stardust opracowano nowe modele, by oszacować ryzyko kolizji z odpadami kosmicznymi, wejścia obiektu z przestrzeni kosmicznej do atmosfery ziemskiej lub zderzenia z asteroidą. Nowe modele pozwolą usprawnić zarządzanie ruchem kosmicznym, które stanowi ogromne wyzwanie dla przyszłego rozwoju sektora kosmicznego. Wesprą również decydentów w podejmowaniu stosownych działań w przypadku ewentualnego zderzenie z asteroidą.

Asteroidy-zabójcy

Skutki kolizji kosmicznych od dawna są źródłem obaw. Jednakże, dziedzina badawcza zyskała pełnoprawny status naukowy dopiero w ciągu ostatnich dziesięcioleci dzięki pionierskiej pracy naukowców, pokazującej, że wymarcie dinozaurów z niemal całkowitą pewnością było wynikiem jednorazowego uderzenia komety lub masywnej asteroidy.

Nie jest żadną nowością fakt, że asteroidy i rosnąca liczba odpadów kosmicznych mogą doprowadzić do katastrofy w nieodległej przyszłości. „Na chwilę obecną przyszłość nie jest świetlana, gdyż nie podjęto żadnego konkretnego działania, by oczyścić przestrzeń kosmiczną – wręcz przeciwnie zwiększono liczbę satelitów” – mówi prof. Vasile Massimiliano z University of Strathclyde w Wielkiej Brytanii. „Wystarczy sobie uprzytomnić, że istnieją plany wysłania na orbitę „megakonstelacji”, złożonych z tysięcy satelitów w najbliższej przyszłości. Konieczne jest wypracowanie nowego podejścia w zarządzaniu ruchem kosmicznym, jak również podjęcie konkretnych działań w celu usunięcia odpadów kosmicznej i odpowiedniej utylizacji niesprawnych satelitów oraz korpusów rakiet wraz z upływem ich okresu użytkowania” – dodaje prof. Massimiliano.

Sposób zmiany trajektorii asteroidy po wykryciu, że jej trajektoria przecina orbitę ziemską, zależy w głównej mierze od rodzaju asteroidy, a w szczególności – od jej masy i orbity. Celem starań podjętych w ramach projektu Stardust była możliwość wykrywania małych i średnich asteroid, mających średnicę od 100 do 300 metrów. W tym przedziale rozmiarów, czas przekierowania asteroidy może wynieść od roku do dziesięciu lat.

Obserwacje, manipulowanie oraz eliminacja odpadów kosmicznych i asteroid stanowią jedno z największych wyzwań, którym ma sprostać współczesna technologia kosmiczna. Kontynuacja prac rozpoczętych w trakcie projektu Stardust zapewni wypracowanie wiarygodnych opcji ochrony Ziemi przed zdarzeniem z asteroidą i sprawi, że użytkowanie przestrzeni kosmicznej będzie zgodne z ideą zrównoważonego rozwoju.

Tematy

Life Sciences

Słowa kluczowe

Asteroida, odpady w przestrzeni kosmicznej, odchylenie, Stardust, satelity telekomunikacyjne
Numer rekordu: 200157 / Ostatnia aktualizacja: 2017-06-28
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę