과학 실험과 군중을 놀라게하는 곡예 비행을 수행하는 우주 비행사라고 생각하십시오. 치명적인 우주 파편 조각이 당신을 향하고 있기 때문에 모든 우주 정거장 직원이 구조 차량으로 대피 해야하는 임무 제어 라디오.
이 시나리오는 공상 과학이 아닙니다. 2011 년 6 월 우주 잡지 "국제 우주 정거장에 탑승 한 6 명의 승무원은 러시아 두 대의 우주선 2 대를 대피하라는 지시를 받았습니다." 더 많은 위성이 작동 수명이 다할수록 우주와 지상에 더 많은 공간 정크 비상 사태가 발생할 것입니다. 우리의 젊은 우주 여행 사회는 지금까지 운이 좋았습니다. ISS는 우주 쓰레기를 피할 수 있었고, 통제되지 않은 위성이 추락하여 바다로 떨어졌습니다. 그러나 언젠가 우리의 행운이 없어 질 것입니다.
그러나 희망이 있습니다. 제목이 새 논문 레이저로 궤도 잔해 제거 arXiv에 게시 된 지구의 고출력 펄스 레이저 시스템을 사용하여 공간 잔해 조각에 플라즈마 제트를 만들어 약간 느리게하여 대기 중으로 다시 들어가서 태워 지거나 바다에 빠지게합니다.
Photonic Associates라는 하이테크 회사의 Claude Phipps와 그의 팀은 15 년 된 레이저 기술을 사용하는 레이저 오비탈 잔해 제거 (LODR)라는 방법을 설명했습니다.
이 팀은“공간에서 35 년 동안 열악한 하우스 키핑 서비스를 통해 LEO (low earth orbit) 대역에서 1cm보다 큰 수십만 개의 공간 파편이 생성되었다”고 인식했다. 이것들은 큰 물체처럼 보이지는 않지만 다이너마이트의 에너지 밀도로 인해 큰 페인트 칩조차도 큰 손상을 일으킬 수 있습니다.
현재 공간에있는 잔해의 양은 물체가 서로 충돌하여 더 많은 잔해가 발생하기 때문에 잔해물이 "폭발적인 충돌 캐스케이드"를 야기하기 때문에 잔해를 제거하는 것이 시급한 작업입니다.
플라즈마 제트를 만드는 것 외에 다른 솔루션이 있지만 효과가 떨어지고 비용이 많이 드는 경향이 있습니다. 레이저를 사용하면 물체를 먼지로 분쇄 할 수 있지만 제어 할 수없는 용융 스프레이가 발생하여 문제가 악화됩니다.
물체를 잡거나 궤도 해제 키트를 부착하는 것이 효과적 일 수 있습니다. 불행히도, 그들은 물체를 잡기 위해 가속해야하기 때문에 많은 연료가 필요합니다. 이는 더 많은 비용이 드는 솔루션으로 이어집니다. 마지막으로, 물체를 늦추기 위해 가스, 미스트 또는 에어로젤을 방출하는 핵 옵션이 있지만, 이것은 운영 및 비 운용 우주선 모두에 영향을 미칩니다.
그들의 논문에서 Phipps와 그의 팀은 레이저로 몇 초 길이의 플라즈마 제트를 생성하여 우주 쓰레기를 제거하는 것이 가장 좋은 해결책이며, 큰 물체를 제거 할 때마다 백만 달러, 작은 물체를 위해 수천 달러를 소비한다고 말합니다. 또한, 더 작은 물체는 단지 하나의 궤도에서 궤도를 벗어날 수 있으며, 하루에“167 개의 다른 물체의 별자리 (레이저로 맞출 수 있음)를 배치하여 4.9 년 동안 대기로 재진입 할 수 있습니다.
모든 167 개의 물체는 최악의 경로를 변경하지 않도록주의해서 추적해야합니다. 그러나 시스템을 사용하여 공간 쓰레기 궤도를 조정할 수 있습니다. 즉, 현재 수준의 공간 잔해 추적은 LODR을 구현하기에는 충분하지 않지만 잔해 추적을 개선하면 제거가 쉽고 회피가 더 잘 이루어진다는 이중 이점이 있습니다. 추적 기능이 향상되면 필요한 경우 LODR로 재진입 지점 및 궤도 수정을보다 효과적으로 제어 할 수 있습니다.
레이저의 라이트 푸시는 어떻게 궤도를 수정할 수 있습니까? 레이저는 파편을 공중으로 날려 보내지 않지만 궤도 역학의 본질 때문에 여전히 효과적입니다.
낮은 고도에서 완벽하게 원형 궤도에 배치해야하는 입방체를 상상해보십시오. 고출력 레이저와 플라즈마 제트에서 나온 탭은 입방체를 지구에서 더 멀리 (높은 곳에서) 더 타원형 궤도로 밀어냅니다.
이것은 입방체가 더 높은 고도에서 소비하는 시간 동안 끔찍한 생각처럼 보일 수 있지만, 반원이되면 타원이 레이저에 의해 조정되어 뒤틀림 때문에 더 낮은 고도에서 대기를 자릅니다. 낮은 고도는 더 많은 항력에 해당하므로 큐브의 속도가 느려지고 더 낮은 궤도에 고정됩니다. 이것이 우주의 고속도로에서 차선을 변경하기 때문에 매우 타원형의 궤도를 이동 궤도라고하는 이유입니다. 이제, 이동 궤도가 완료되면 큐브가 더 이상 큐브에 의해 궤도에 도달 할 수 없을 정도로 큐브 속도가 느려집니다. 그러면 입방체가 하늘에서 떨어집니다.
LODR 연구의 고기는 대기 난류가 해결되지 않으면 레이저가 초점을 맞출 수 없으므로 대기를 처리합니다. LODR은 대기의 난기류로 인해 더운 여름날 도로 위에서 보거나 유리 병을 볼 때 보듯이 왜곡이 발생하기 때문에 복잡합니다. 이 합병은 피구에서 달리는 선수를 때리는 데 필요한 것과 같이 목표를 때리는 데 필요한 목표를 추가하는 것입니다.
난기류를 취소하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 첫째, 대기의 알려진 지점에서 레이저를 비추어 그 위치에서 나트륨 원자를 자극 할 수 있습니다. 하늘에서이 점의 높이를 알면 시스템은 반사 거울을 구부려 순간적으로 점에 초점을 맞출 수 있습니다. 그런 다음 자유롭게 발사 할 수 있습니다.
두 번째 방법은 역 반사기로 알려진 위상 공액 (PC) 미러를 사용하는 것입니다. 위상 미러는 위상 변이가 반전 된 빛을 전송하여 난류를 자동으로 취소 할 수 있습니다. 다시 말해, 대기에 의해 왜곡이 제거 된 "반대 왜곡 된"레이저 빔을 다시 보내서 선명한 레이저 빔을 생성합니다.
LODR은 은색 총알이 아닙니다. 열광한 "이러한 프로젝트에 대한 주요 비판은 국제 사회에서 나올 것이며, 이는 적의 위성 타격과 같은 군사용으로 강력한 레이저를 사용할 수 있을지도 모른다는 우려가 있습니다." 열광한 그런 다음 Kessler와의 인터뷰를 진행했습니다. NASA의 전 오비탈 파편 연구 선임 과학자는 관련 정치 때문에“레이저 제안이 도착하자마자 죽었다”고 말했다. 그러나 Phipps는 열광한"우리가 올바른 국제 협력을받는다면 아무도 레이저가 양의 옷에 무기라고 생각하지 않을 것입니다."
Kessler가 지적했듯이 공간 개체의 잘못된 부분을 치면 치명적인 결과가 발생할 수 있다는 점에서 여전히 해결되지 않은 문제가 있습니다. "위성에서 잘못된 부분에 부딪 히거나 폭발하여 폭발 할 수 있습니다." 그럼에도 불구하고 물체를주의 깊게 연구하면 위험을 피할 수 있습니다.
