«REMOVEDEBRIS» Δοκιμαστικό «απορριμματοφόρο» για ... καθαρές τροχιές

ESA-David Ducros

Καλλιτεχνική απεικόνιση της σχεδιαζόμενης αποστολής «e. Deorbit» για την καταστροφή τού εκτός λειτουργίας δορυφόρου «Envisage Earth»

Με το Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΔΣ) έχει προσδεθεί το σκάφος ανεφοδιασμού «Dragon», που εκτοξεύτηκε την περασμένη Δευτέρα με πύραυλο «Falcon 9» της «SpaceX», μεταφέροντας μεταξύ άλλων τα εξαρτήματα της διαστημικής πλατφόρμας «RemoveDebris». Η συσκευή αυτή του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA), της «Airbus» και διαφόρων πανεπιστημίων, βάρους 100 κιλών και κόστους 15,2 εκατ. ευρώ, θα συναρμολογηθεί μέσα στο σταθμό, ενώ στη συνέχεια θα τοποθετηθεί στο εξωτερικό του, για να τεθεί τελικά σε συγκεκριμένη τροχιά με τη βοήθεια του ρομποτικού βραχίονα του ΔΔΣ. Σκοπός της η δοκιμή διαφορετικών μεθόδων συλλογής διαστημικών σκουπιδιών, μεταξύ των οποίων με χρήση διχτυού και με χρήση καμακιού.
Η διαστημική πλατφόρμα «RemoveDebris» περιλαμβάνει τα «σκουπίδια» που θα συλλέξει, δεν θα μαζέψει κανένα από τα υπάρχοντα πραγματικά διαστημικά σκουπίδια, που υπολογίζεται ότι σήμερα ξεπερνούν τους 7.000 τόνους. Για το δίχτυ θα χρησιμοποιήσει ένα μικροδορυφόρο (σε μέγεθος φρατζόλας ψωμιού) που θα απελευθερωθεί από την ίδια με μικρή ταχύτητα την κατάλληλη στιγμή, ενώ για το καμάκι ένα μεταλλικό δίσκο πάνω σε βραχίονα που θα εκτείνει επίσης η ίδια. Στο τέλος της αποστολής, για να μη συμβάλει στο πρόβλημα που θέλει να λύσει, θα αναπτύξει ένα ιστίο που με την πρόσκρουση πάνω του των ιχνών της ατμόσφαιρας, που υπάρχουν στο ύψος της τροχιάς του ΔΔΣ, θα προκαλέσει πιο γρήγορη επιβράδυνση, ώστε το «RemoveDebris» να επανέλθει στην ατμόσφαιρα και να καεί.

Το ιστίο που θα αναπτύξει το «RemoveDebris», ώστε να επιβραδυνθεί γρήγορα στην τελική φάση, της επαναφοράς και καταστροφής του μέσα στην ατμόσφαιρα

Ο αριθμός των δορυφόρων που μπαίνουν σε τροχιά αυξάνεται χρόνο με το χρόνο. Υπάρχει μια τάση κατασκευής μικρότερου μεγέθους συσκευών, που έχουν μικρότερο κόστος εκτόξευσης και περισσότερες ευκαιρίες να τεθούν σε τροχιά, καθώς αυτό μπορεί να γίνει με μια πολλαπλή εκτόξευση μαζί με άλλους μικροδορυφόρους. Πριν από ένα χρόνο, η Ινδία είχε θέσει σε τροχιά με έναν πύραυλο συνολικά 104 δορυφόρους, από τους οποίους οι περισσότεροι ήταν βάρους λίγων κιλών. Τώρα διάφορες εταιρείες, για να παρέχουν παγκόσμια κάλυψη υπηρεσιών διαδικτύου, ενδιαφέρονται για εκτόξευση ολόκληρων «μεγααστερισμών» αποτελούμενων από εκατοντάδες δορυφόρους ο καθένας. Στα χρόνια από την εκτόξευση του πρώτου δορυφόρου, του σοβιετικού «Σπούτνικ-1», το 1957, έχουν τεθεί σε τροχιά μόνο 7.000 δορυφόροι.
Η ύπαρξη πολύ περισσότερων αντικειμένων σε τροχιά αυξάνει τον κίνδυνο για συγκρούσεις μεταξύ τους, που γίνονται αιτία για απότομη μεγάλη αύξηση των διαστημικών σκουπιδιών και για ακόμη μεγαλύτερη αύξηση του κινδύνου συγκρούσεων άλλων δορυφόρων με τα κομμάτια από την προηγούμενη σύγκρουση. Το 2009, η σύγκρουση ενός τηλεπικοινωνιακού δορυφόρου «Iridium» με έναν εκτός λειτουργίας ρωσικό στρατιωτικό δορυφόρο οδήγησε στον εμπλουτισμό του νέφους των σκουπιδιών με χιλιάδες νέα κομμάτια, διαφόρων μεγεθών.

Χάρτης του νέφους διαστημικών σκουπιδιών γύρω από τη Γη με βάση τις καταγραφές όσων απ' αυτά έχουν μέγεθος μερικών χιλιοστών και πάνω. Το νέφος είναι πυκνότερο σε ύψος 800 - 1.000 χλμ., περιοχή που συγκεντρώνει τις τροχιές πολλών δορυφόρων

Τα διαστημικά σκουπίδια μπορεί να κινούνται με 40.000 χλμ. την ώρα και γι' αυτό αρκεί ένα απ' αυτά διαμέτρου μόλις 5 χιλιοστών για να καταστρέψει ένα φωτοβολταϊκό πάνελ (όπως συνέβη το 2016 με τον ευρωπαϊκό «Sentinel-1A»), ενώ ένα σκουπίδι διαμέτρου 10 εκατοστών μπορεί να καταστρέψει ολόκληρο δορυφόρο, σπάζοντάς τον σε πολλά κομμάτια διαφόρων μεγεθών. Βέβαια, συγκρούσεις με κομμάτια 10 εκατοστών γίνονται κατά μέσο όρο - με τα σημερινά δεδομένα - μία φορά κάθε 10 χρόνια. Από παρατηρήσεις και εκτιμήσεις έχει υπολογιστεί ότι υπάρχουν περίπου 5.000 διαστημικά σκουπίδια μεγαλύτερα του 1 μέτρου, 20.000 μεγαλύτερα των 10 εκατοστών, 750.000 μεγαλύτερα του 1 εκατοστού και ...150 εκατομμύρια μεγαλύτερα του 1 χιλιοστού.
Στις εκτοξεύσεις τα τελευταία χρόνια παίρνονται μέτρα ώστε οι δορυφόροι να καταναλώνουν πλήρως τα καύσιμά τους στο τέλος της αποστολής τους, για να αποφεύγονται οι εκρήξεις, αλλά και να φτιάχνονται με τέτοιο τρόπο, ώστε να καίγονται σχεδόν πλήρως κατά την επάνοδο στην ατμόσφαιρα. Επίσης, υπάρχει μια διεθνής παρακολούθηση και συνεννόηση (από 13 διαστημικές υπηρεσίες) για τα υπάρχοντα διαστημικά σκουπίδια, ώστε να γίνονται έγκαιρα από τους δορυφόρους ελιγμοί αποφυγής των μεγαλύτερων απ' αυτά.
Ο ESA σχεδιάζει για το 2024 μια αποστολή με την ονομασία «e.Deorbit», ώστε να συναντηθεί με τον εκτός λειτουργίας (από το 2012) δορυφόρο «Envisat», με στόχο να τον οδηγήσει για να καεί ελεγχόμενα στην ατμόσφαιρα. Ο «Envisat» έχει μέγεθος διώροφου λεωφορείου και αν δεν τον κατεβάσει κάποιος, θα παραμείνει στην πολύ κρίσιμη τροχιά ύψους 800 χλμ. για άλλα 150 χρόνια, αποτελώντας κίνδυνο για σύγκρουση και μεγάλη διασπορά σκουπιδιών. Αυτής της αποστολής προετοιμασία αποτελεί η διαστημική πλατφόρμα «RemoveDebris».

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγές: www.surrey.ac.uk, www.nasa.gov