Ang problema ng polusyon sa kalawakan ay nababahala sa buong pamayanan ng aerospace. Ang nasabing mga pag-unlad na mapagpapalagay sa mababang orbit ng Earth, tulad ng Kessler's syndrome, na hinuhulaan ang pagbuo ng mga labi ng kalawakan na wala sa kontrol, ay pumukaw kahit sa tanyag na media. Ito ay malinaw na mayroong pangangailangan para sa pangunahing pananaliksik upang maunawaan kung ano ang panganib kahit na ang isang maliit na fragment ay puno ng, at upang makalkula kung magkano ang handa nating bayaran upang linisin ang kalawakan.
Ngayon, ang mga pulitiko, siyentipiko, tekniko at ang pangkalahatang publiko ay malalim na may kamalayan sa paglaganap ng mga labi ng kalawakan. Salamat sa pangunahing gawain ng J-K. Sina Liouville at Nicholas Johnson, na inilathala noong 2006, naiintindihan namin na ang rate ng mga labi ay malamang na patuloy na tumaas sa hinaharap, kahit na ang lahat ng paglulunsad ay tumigil. Ang dahilan para sa matagal na paglaki na ito ay ang mga banggaan na inaasahang magaganap sa pagitan ng mga satellite at rocket yugto na nasa orbit. Ito ay may malaking alalahanin sa maraming mga satellite operator, na pinilit na gumawa ng naaangkop na mga hakbang upang maprotektahan ang kanilang mga assets.
Naniniwala ang ilang eksperto na ang mga insidente na ito ay magiging simula lamang ng isang serye ng mga banggaan na gagawing halos imposibleng ma-access ang mababang orbit ng Earth. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na unang inilarawan nang detalyado ng consultant ng NASA na si Donald Kessler, ay karaniwang tinutukoy bilang Kessler's syndrome. Ngunit ang katotohanan ay malamang na ibang-iba mula sa mga katulad na hula o kaganapan na ipinakita sa tampok na pelikulang "Gravity". Sa katunayan, ang mga resulta na ipinakita sa Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) sa ikaanim na kumperensya sa Europa tungkol sa paksa ay nagpapahiwatig ng isang inaasahang pagtaas sa mga labi ng 30 porsyento lamang sa loob ng 200 taon na may tuloy-tuloy na paglulunsad.
Magaganap pa rin ang mga pagkakabangga, ngunit ang katotohanan ay malayo sa mapaminsalang senaryo na kinatakutan ng ilan. Ang paglaki ng dami ng mga labi ng puwang ay maaaring mabawasan sa isang katamtamang antas. Ang panukala ng IADC ay upang malawakang magpalaganap at mahigpit na sumunod sa mga alituntunin sa pagpapagaan ng mga labi ng puwang, lalo na hinggil sa pag-neutralize ng mga mapagkukunan ng enerhiya, na dapat na ganap na binuo sa pagtatapos ng paglipad, at pagtatapon pagkatapos ng pagtatapos ng paglipad. Gayunpaman, mula sa pananaw ng IADC, ang inaasahang pagtaas sa dami ng basura, sa kabila ng patuloy na pagsisikap, ay nangangailangan pa rin ng pagpapakilala ng mga karagdagang hakbang upang labanan ang mayroon nang mga kadahilanan sa peligro.
Walang pag-usad?
Ang makabuluhang interes sa pagbawi ng kapaligiran sa kalawakan ay nabanggit siyam na taon pagkatapos mailathala ang gawain nina Liouville at Johnson. Sa partikular, may mga hakbang na ginawa sa buong mundo upang makabuo ng mga pamamaraan para sa pag-aalis ng mga bagay mula sa mababang orbit ng Earth. Ang European Space Agency, halimbawa, ay inihayag kamakailan ang hangarin nito upang ma-secure ang suporta ng gobyerno para sa paglulunsad ng isang European spacecraft sa susunod na dekada. Nagsagawa ang ahensya ng maraming pag-aaral upang matukoy ang makatuwiran at maaasahang mga paraan upang makamit ang layunin. Ang isang pangunahing elemento ng pagpaplano ay ang mga modelo ng computer ng puwang ng mga labi, na ipinakita na ang pag-unlad ng mga labi ay maiiwasan sa pamamagitan ng pag-alis ng mga tiyak na yugto ng spacecraft o rocket. Sa mga simulation ng computer, ang mga bagay na ito ay kinikilala bilang pinaka madaling kapitan ng mga banggaan, kaya pagkatapos na alisin ang mga ito mula sa orbit, ang bilang ng mga banggaan ay dapat na mahigpit na bumababa, na maiiwasan ang paglitaw ng mga bagong labi bilang isang resulta ng pagkalat ng mga labi.
Halos sampung taon na ang lumipas mula nang mailathala ang gawain nina Liouville at Johnson, at nakakagulat na sa antas internasyonal o pambansa ay walang mga prinsipyong pamamaraan na malinaw na tumutukoy sa mga hakbang upang maalis ang mga kahihinatnan ng polusyon ng kalawakan na malapit sa Lupa. Tila may ilang kawalang-interes tungkol sa pagbuo ng isang pamamaraan ng pagtatapon ng mga labi, sa kabila ng mga panawagan para sa pagkilos. Ngunit ito ba talaga?
Sa katunayan, ang sitwasyon ay hindi kasing simple ng tila. Tungkol sa pamamaraang pag-aalis ng mga labi ng puwang, mayroong ilang pangunahing mga katanungan na kailangan pang sagutin. Ang partikular na pag-aalala ay ang mga isyu na nauugnay sa pagmamay-ari, pananagutan at transparency. Halimbawa, marami sa mga teknolohiyang inaalok para sa pagtanggal ng mga labi ay maaari ring magamit upang alisin o huwag paganahin ang isang aktibong spacecraft. Samakatuwid, maaaring asahan ang isang paratang na ang mga teknolohiyang ito ay sandata. Mayroon ding mga katanungan tungkol sa gastos ng isang pare-parehong programa sa pagtatapon ng basura. Ang ilang mga technician ay tinantiya ito sa sampu-sampung trilyong dolyar.
Gayunpaman, marahil ang pinakamahalagang dahilan para sa kakulangan ng sapat na mga prinsipyong pang-metodolohikal ay nakasalalay sa katotohanan na hindi pa natin alam kung paano isagawa ang reclaim, kung saan sa pagsasanay ay nangangahulugang ang paglilinis ng kalawakan. Ngunit hindi ito nangangahulugan na hindi namin alam kung anong mga teknolohiya ang kailangan natin.
Ang mga algorithm para sa isang beses na paggamit ay praktikal na nabuo. Ang tunay na problema ay nagmumula sa isang tila simpleng gawain: upang matukoy ang "tamang" mga labi na aalisin mula sa orbit. At hangga't hindi namin malulutas ang problemang ito, tila hindi namin magagawang makuha muli ang puwang.
Naglalaro ng basura
Upang mapagtanto ang may problemang kalikasan ng paglutas ng isang tila simpleng gawain tulad ng pagkilala sa basurang tatanggalin, ginagamit namin ang pagkakatulad ng isang laro na may isang deck ng 52 ordinaryong mga baraha sa paglalaro. Sa pagkakatulad na ito, ang bawat mapa ay kumakatawan sa isang bagay sa kalawakan na maaaring gusto naming alisin upang maiwasan ang isang banggaan. Matapos maihatid ang mga kard, inilalagay namin ang bawat kard nang paisa-isa sa mesa. Ang aming layunin ngayon ay upang subukang kilalanin ang mga aces at alisin ang mga ito mula sa talahanayan, dahil ang mga kard na ito ay kumakatawan sa mga satellite o iba pang malalaking bagay ng mga labi ng kalawakan na maaaring maging mga kalahok sa banggaan sa isang punto sa hinaharap. Maaari naming alisin ang maraming mga kard mula sa talahanayan na gusto namin, ngunit tuwing aalisin namin ang isang card, kailangan naming magbayad ng $ 10. Bilang karagdagan, sa aming paglayo, wala kaming karapatang tumingin sa mapa (kung ang isang satellite ay tinanggal mula sa orbit, hindi namin masasabi nang may katiyakan kung ano talaga ang magiging kasali sa banggaan). Sa wakas, kailangan nating magbayad ng $ 100 para sa bawat ace na nananatili sa talahanayan, na kumakatawan sa mga potensyal na pagkalugi na nagreresulta mula sa mga banggaan na kinasasangkutan ng aming mga satellite (sa totoo lang, ang halaga ng pagpapalit ng isang satellite ay maaaring mula sa $ 100,000 hanggang $ 2 bilyon).
Sa gayon, paano natin malulutas ang problemang ito? Sa reverse side, ang lahat ng mga card ay pareho, kaya walang paraan upang sabihin kung nasaan ang mga aces, at ang tanging paraan upang matiyak na na-clear namin ang lahat ng mga aces ay ang pag-clear ng lahat ng mga card sa mesa. Sa aming halimbawa, nagkakahalaga ito ng maximum na $ 520. Sa kalawakan, nakaharap tayo sa parehong problema: hindi namin alam eksakto kung aling mga bagay ang maaaring kasangkot sa mga banggaan, ngunit napakamahal upang alisin ang lahat ng mga ito, kaya kailangan nating pumili. Ipagpalagay na gumawa tayo ng isang pagpipilian: upang alisin ang isang kard na nagkakahalaga ng $ 10, ano ang posibilidad na tinanggal namin ang isang ace? Sa gayon, ang posibilidad na ang kard ay isang alas ay apat na mahahati ng 52, sa madaling salita ay halos 0, 08, o 8 porsyento. Kaya, ang posibilidad na ang card ay hindi isang alas ay 92 porsyento. Ito ang posibilidad na nasayang ang aming $ 10.
Ano ang mangyayari kung sa oras na ito ay kukuha kami ng isang pangalawang card (na kung saan ay gastos sa amin ng isa pang $ 10)? Ang posibilidad na ang pangalawang card ay ace ay nakasalalay sa kung ang unang card ay isang alas. Kung ito ang kaso, kung gayon ang posibilidad na ang pangalawang card ay isang alas din ay tatlo na hinati ng 51 (dahil ngayon mayroon lamang tatlong aces sa deck, na kung saan ay nabawasan ng isang kard). Kung ang unang card ay hindi isang alas, kung gayon ang posibilidad na ang pangalawang card ay isang alas ay apat na hinati ng 51 (dahil mayroon pa ring apat na aces sa mas maliit na deck).
Maaari naming gamitin ang pamamaraang ito upang matukoy ang posibilidad na inalis namin ang parehong aces - pinarami namin ang mga posibilidad na makita ang sagot: 4/52 beses 3/51, na nagbibigay sa amin ng posibilidad na 0.0045 o 0.45 porsyento na nagkakahalaga ng $ 20 bawat dalawang kard inalis. Hindi masyadong nakakaengganyo.
Gayunpaman, matutukoy din namin ang posibilidad na alisin ang hindi bababa sa isa sa mga aces. Matapos ang pagguhit ng dalawang kard, mayroong 15 porsyento na pagkakataong matagumpay naming natanggal ang hindi bababa sa isa sa mga aces. Mukhang mas may pag-asa ito, ngunit ang mga logro ay hindi masyadong maganda ngayon.
Lumalabas na upang madagdagan ang mga pagkakataong gumuhit ng hindi bababa sa isa sa mga aces, kailangan naming alisin ang higit sa siyam na mga card (nagkakahalaga ng $ 90) o higit pa sa 22 card (nagkakahalaga ng $ 220) kung nais nating maging sigurado na 90 porsyento na tinanggal namin ang isa sa mga aces. Kahit na magtagumpay tayo, tatlong aces ay nasa mesa pa rin, kaya sa kabuuan kailangan pa nating magbayad ng $ 520, na nagkataon na pareho ang halagang babayaran namin kung pinili natin ang pagpipilian sa pag-aalis. Lahat ng mga kard.
Tapos na ang mga laro
Bumabalik mula sa aming pagkakatulad pabalik sa totoong kapaligiran sa kalawakan, ang sitwasyon ay lilitaw na mas nakakaalarma. Sa kasalukuyan, humigit-kumulang na 20,000 mga bagay ang nasusubaybayan sa orbit gamit ang network ng US ng mga istasyon ng pagmamasid sa kalawakan, na may halos anim na porsyento ng mga bagay na ito na may bigat na higit sa isang tonelada, na maaaring sumasali sa hipotesis sa isang banggaan at kung saan maaaring nais nating alisin. … Sa pagkakatulad ng kard, ang aming problema ay ang likod ng lahat ng mga kard ay pareho at ang posibilidad na ang isa ay isang alas ng mga spades ay pareho ng posibilidad na ang iba ay isang alas din. Walang paraan upang makilala ang mga kard na gusto mo at alisin ang mga ito mula sa talahanayan. Sa katotohanan, ang aming mga pagkakataong iwasan ang isang banggaan ay mas mataas kaysa sa isang laro ng card, dahil sa orbit makikita natin ang posibilidad ng ilang mga bagay na nasasangkot sa mga banggaan at maaari nating ituon ang aming pansin. Halimbawa, ang mga bagay na nasa makapal na populasyon na mga orbit tulad ng heliosynchronous sa mga altitude sa pagitan ng 600 at 900 na kilometro ay malamang na kasangkot sa mga banggaan dahil sa siksikan sa zone na ito. Kung ituon natin ang ating pansin sa magkatulad na mga bagay (at ang iba pa sa katulad na masikip na mga orbit) at isinasaalang-alang ang mga hula ng posibilidad ng kanilang banggaan, lumalabas na dapat naming alisin ang tungkol sa 50 mga bagay upang mabawasan ang inaasahang bilang ng mga mapaminsalang banggaan ng isang yunit lamang, na sumusunod mula sa mga resulta ng pagsasaliksik na isinagawa ng mga kasapi ng ahensya ng puwang ng IADC.
At lumalabas na kahit na maraming mga bagay ang maaaring alisin ng isang solong mas malinis na spacecraft (at ang limang mga target ay tila isang maraming nalalaman na alternatibo), maraming mga flight - madalas na mapaghamong at mapaghangad - na dapat gawin upang maiwasan ang isang banggaan.
Bakit hindi namin mas tumpak na mahulaan ang posibilidad ng mga banggaan at alisin lamang ang mga bagay na alam nating sigurado na mapanganib? Maraming mga parameter na maaaring makaapekto sa tilas ng isang satellite, kabilang ang oryentasyon ng satellite, ito man ay hindi maayos na paggalaw o panahon ng kalawakan (na maaaring makaapekto sa drag na naranasan ng mga satellite). Kahit na ang maliit na mga pagkakamali sa mga paunang halaga ay maaaring humantong sa malalaking pagkakaiba sa mga resulta ng pagkalkula ng posisyon ng satellite sa paghahambing sa katotohanan, at pagkatapos ng isang maikling panahon. Sa katunayan, gumagamit kami ng parehong pamamaraan tulad ng mga forecasters: gumagamit kami ng mga modelo upang makabuo ng posibilidad ng mga tukoy na resulta, ngunit hindi ang katunayan na ang mga resulta na ito ay makakakuha kailanman.
Sa gayon, mayroon kaming mga teknolohiya na maaaring magamit paminsan-minsan upang alisin ang mga labi ng puwang. Ito ang posisyon na kinuha ng European Space Agency sa kanilang nakaplanong misyon e. Deorbit, ngunit mayroon pa ring mga problema na kailangang lutasin upang makilala ang pinakaangkop na mga bagay para sa pagtanggal. Ang mga problemang ito ay dapat na tugunan bago ang mga kinakailangang alituntunin at alituntunin sa pamamaraan ay maaaring gawing magagamit sa mga interesadong maghanda ng isang pangmatagalang programa ng pagtanggal ng labi ng puwang na mahalaga para sa mabisang remedyo sa kapaligiran.
Ang mga prinsipyong pang-pamamaraan sa mga tuntunin ng mga tukoy na site, ang kanilang mga numero, kinakailangan at hadlang ay mahalaga upang madagdagan ang posibilidad na ang mga pagsisikap na mabago ang kapaligiran ay magiging epektibo at kapaki-pakinabang. Upang mabuo ang mga nasabing prinsipyo sa pamamaraan, dapat nating isaalang-alang muli ang ating hindi makatuwirang mga inaasahan sa isang kanais-nais na kinalabasan.
