Due satelliti defunti si sono quasi scontrati il 29 gennaio e la loro chiamata ravvicinata (gli oggetti si sono persi l'un l'altro di circa 154 piedi o 47 metri) ha rinnovato l'attenzione per un problema crescente molto al di sopra della Terra: una nuvola di spazzatura spaziale.
Milioni di oggetti compongono questa discarica orbitante, dove frammenti sfrangiati possono raggiungere una velocità di quasi 18.000 mph (19.000 km / h), circa sette volte più veloce della velocità di un proiettile, secondo la NASA. Circa 500.000 pezzi di detriti hanno dimensioni almeno di marmo e circa 20.000 oggetti hanno le dimensioni di una palla da softball o più grandi, secondo quanto riferito dalla NASA nel 2013.
Aggiungendo al disordine c'è la proliferazione di satelliti in miniatura chiamati cubesats. Questi cubi di 4 pollici di lunghezza (10 centimetri) pesano solo 3 libbre. (1,4 chilogrammi) e i costi di lancio partono da $ 40.000; le compagnie private commissionano a migliaia di persone di raccogliere dati e fornire servizi Internet e radio, secondo il Los Alamos National Laboratory.
Con questo accumulo di congestione spaziale, gli ingegneri aerospaziali stanno correndo per sviluppare tecnologie e sistemi in grado di prevenire gli incidenti al fine di proteggere i satelliti funzionanti, le future missioni spaziali e le persone e le proprietà sul campo, gli esperti di Los Alamos hanno detto a Live Science.
Circa 5.000 satelliti trasportano carichi utili in orbita attorno al nostro pianeta, ma solo circa 2.000 sono attivi e comunicano con la Terra, ha affermato David Palmer, uno scienziato spaziale e telerilevatore di Los Alamos.
"Attualmente, quando viene lanciato qualcosa - e un lancio può rilasciare 100 o più satelliti - gli operatori e le persone della sorveglianza spaziale devono tracciare ogni pezzo di hardware spaziale rilasciato dal razzo e determinare individualmente quale pezzo è quale", ha detto Scienza dal vivo
Palmer è il principale investigatore di un progetto che sviluppa un tipo di targa elettronica per i satelliti. Ciò consentirà agli orbiter di trasmettere i propri proprietari e posizioni per tutto il tempo in cui si trovano nello spazio, anche dopo che il satellite ha smesso di funzionare.
Autoalimentato e pulsazione laser
La cosiddetta targa ha le dimensioni di una tessera Scrabble, abbastanza piccola da poter essere trasportata anche da piccoli cubesati. Soprannominato l'identificatore ottico a risorse estremamente basse, o ELROI, produce un codice identificativo univoco - un numero di licenza satellitare - con un laser che lampeggia 1.000 volte al secondo. I motivi creati dai battiti di ciglia si traducono in codici seriali che possono essere letti dai telescopi sul terreno, identificando il proprietario e le coordinate di un satellite.
Poiché ELROI è alimentato dalla propria cella solare, può continuare a "parlare" con la Terra dopo la fine della vita del satellite. E poiché ELROI è piccolo e leggero e non richiede alimentazione esterna, può essere facilmente collegato a pezzi di hardware spaziale che non dispongono di trasmettitori radio, come i razzi che lanciano satelliti nello spazio e finiscono come spazzatura fluttuante.
Fornendo dati tracciabili per i singoli oggetti nella sempre crescente nuvola di detriti spaziali, ELROI potrebbe svolgere un ruolo fondamentale nell'eliminare le collisioni. Potrebbe persino monitorare le trasmissioni radio nei satelliti funzionanti e avvisare gli operatori quando la comunicazione viene interrotta, Palmer ha detto.
"Oltre alla sua funzione di identificazione, può anche essere utilizzato come funzione diagnostica a bassa larghezza di banda. In questo modo contribuirà anche a ridurre la quantità di satelliti rotti nello spazio", ha aggiunto. "La tecnologia delle targhe è solo una parte della soluzione, ma è una parte importante."
Scienza missilistica
Quando i razzi lanciano i satelliti in orbita, in genere bruciano tutto il combustibile in una volta. Tuttavia, riempire i razzi con un tipo di combustibile che può essere riacceso ripetutamente potrebbe offrire agli operatori di terra un'altra opzione per proteggere i satelliti da incidenti spaziali, ha detto all'ingegnere di ricerca di Los Alamos Nick Dallmann a Live Science.
"Ciò su cui abbiamo lavorato qui a Los Alamos è creare un solido razzo da cui è possibile avviarlo, fermarlo e quindi riavviarlo nuovamente", ha dichiarato Dallmann, leader del progetto per lo sviluppo di questo nuovo metodo. Essere in grado di riaccendere il carburante di un razzo anche dopo che un satellite ha raggiunto l'orbita potrebbe consentire all'hardware spaziale di cambiare rotta per evitare una potenziale collisione, ha spiegato.
"Abbiamo maturato il concetto in cui il nostro razzo è un carico utile integrato in un satellite", ha detto Dallmann. "Potenzialmente, molti anni dopo che il satellite si è separato dalla fase superiore del veicolo di lancio, il nostro carico utile può essere chiamato a eseguire una manovra di evacuazione dei detriti orbitali di emergenza."
Dagli anni '60, gli scienziati hanno saputo che la decompressione rapida della camera di combustione in un razzo a combustibile solido potrebbe estinguere l'ustione dopo l'accensione. Per Dallmann e i suoi colleghi, la sfida era quella di creare un sistema di accensione riutilizzabile combinato con un meccanismo per decomprimere rapidamente la camera del carburante.
Un'altra sfida è stata come riaccendere il carburante, poiché gli accenditori sono in genere distrutti dalla prima combustione. Per risolvere ciò, gli scienziati hanno deciso di non utilizzare l'accenditore pirotecnico convenzionale. Invece, hanno sperimentato la separazione dell'acqua in idrogeno e ossigeno all'interno della camera di combustione e poi li hanno accesi usando un elettrodo per generare una scintilla. Quindi, i ricercatori hanno estinto l'ustione attraverso la decompressione.
"Siamo stati in grado di svilupparlo fino al punto in cui possiamo eseguire più ustioni in sequenza in un piccolo razzo", ha detto Dallmann. I prossimi passi includeranno test in orbita, "dove eseguiremmo ustioni multiple a bordo di un cubesat", ha detto Dallmann.
