science >> Wetenschap >  >> Astronomie

China heeft een plan om ruimteafval op te ruimen met lasers

Artistieke impressie van een laser die orbitaal puin verwijdert, gebaseerd op NASA-foto's. Krediet:Fulvio314/NASA/Wikipedia Commons

Orbitaal puin (ook bekend als ruimteafval) is een van de grootste problemen waarmee ruimtevaartorganisaties tegenwoordig worden geconfronteerd. Na 60 jaar raketten te hebben gestuurd, boosters en satellieten de ruimte in, de situatie in de lage baan om de aarde (LEO) is nogal druk geworden. Gezien hoe snel puin in een baan om de aarde kan reizen, zelfs de kleinste stukjes rommel kunnen een grote bedreiging vormen voor het internationale ruimtestation en een bedreiging vormen voor nog steeds actieve satellieten.

Het is dan ook geen wonder waarom ooit een groot ruimteagentschap op de planeet zich inzet om orbitaal puin te monitoren en er tegenmaatregelen voor te nemen. Tot dusver, voorstellen varieerden van gigantische magneten en netten en harpoenen tot lasers. Gezien hun groeiende aanwezigheid in de ruimte, China overweegt ook om gigantische lasers in de ruimte te ontwikkelen als een mogelijk middel om rommel in een baan om de aarde te bestrijden.

Een voorbeeld van zo'n voorstel werd gedaan als onderdeel van een studie met de titel "Impacts of orbital elements of space-based laser station on small scale space waste removal, " die onlangs verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Optik . De studie werd geleid door Quan Wen, een onderzoeker van het Information and Navigation College aan de Chinese Air Force Engineering University, met de hulp van het Institute of China Electronic Equipment System Engineering Company.

Ter wille van hun studie, het team voerde numerieke simulaties uit om te zien of een orbitaal station met een krachtige gepulseerde laser een deuk in orbitaal puin zou kunnen maken. Op basis van hun beoordelingen van de snelheid en banen van ruimteafval, ze ontdekten dat een baanlaser die dezelfde rechte klimming van de stijgende knoop (RAAN) had als het puin zelf, effectief zou zijn om het te verwijderen. Zoals ze in hun krant stellen:

Afbeelding die de wolk van ruimtepuin toont die momenteel de aarde omringt. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/JSC

"De simulatieresultaten laten zien dat, puinverwijdering wordt beïnvloed door helling en RAAN, en laserstation met dezelfde helling en RAAN als puin heeft de hoogste verwijderingsefficiëntie. Het biedt de noodzakelijke theoretische basis voor de inzet van een op de ruimte gebaseerd laserstation en de verdere toepassing van het verwijderen van ruimteafval met behulp van een op de ruimte gebaseerde laser."

Dit is niet de eerste keer dat gerichte energie wordt beschouwd als een mogelijk middel om ruimteschroot te verwijderen. Echter, het feit dat China gerichte energie onderzoekt om puin te verwijderen, is een indicatie van de groeiende aanwezigheid van het land in de ruimte. Het lijkt ook gepast, aangezien China wordt beschouwd als een van de ergste overtreders als het gaat om het produceren van ruimteafval.

Terug in 2007, China voerde een anti-satellietrakettest uit die resulteerde in de vorming van meer dan 3000 stukjes gevaarlijk puin. Deze puinwolk was de grootste die ooit is gevolgd, en veroorzaakte in 2013 aanzienlijke schade aan een Russische satelliet. Veel van dit puin zal tientallen jaren in een baan om de aarde blijven, een grote bedreiging vormen voor satellieten, het ISS en andere objecten in LEO.

Natuurlijk, er zijn mensen die vrezen dat de inzet van lasers voor LEO de militarisering van de ruimte zal betekenen. In overeenstemming met het Ruimteverdrag van 1966, die was ontworpen om ervoor te zorgen dat de verkenning van de ruimte niet het nieuwste front in de Koude Oorlog zou worden, alle ondertekenaars kwamen overeen om "geen kernwapens of andere massavernietigingswapens in een baan of op hemellichamen te plaatsen of op enige andere manier in de ruimte te stationeren."

De chip in het Cupola-venster van het ISS, gefotografeerd door astronaut Tim Peake. Krediet:ESA/NASA/Tim Peake

In 1980, China werd aan het verdrag toegevoegd en is dus gebonden aan de bepalingen ervan. Maar in maart 2017, De Amerikaanse generaal John Hyten gaf in een interview met CNN aan dat de pogingen van China om laserarrays in de ruimte te ontwikkelen een mogelijke schending van dit verdrag vormen:

"Ze hebben wapens gebouwd, wapens testen, wapens bouwen om vanaf de aarde in de ruimte te opereren, jammende wapens, laserwapens, en ze hebben het niet geheim gehouden. Ze bouwen die capaciteiten op om de Verenigde Staten van Amerika uit te dagen, om onze bondgenoten uit te dagen... Dat kunnen we niet laten gebeuren."

Dergelijke zorgen komen vrij vaak voor, en vormen een beetje een struikelblok als het gaat om het gebruik van platforms voor gerichte energie in de ruimte. Terwijl orbitale lasers immuun zouden zijn voor atmosferische interferentie, waardoor ze veel effectiever zijn in het verwijderen van ruimteafval, ze zouden ook leiden tot de vrees dat deze lasers in geval van oorlog naar vijandelijke satellieten of stations zouden kunnen worden gericht.

Zoals gewoonlijk, de ruimte is onderworpen aan de politiek van de aarde. Tegelijkertijd, het biedt ook mogelijkheden voor samenwerking en wederzijdse bijstand. En aangezien ruimtepuin een veelvoorkomend probleem vormt en een bedreiging vormt voor alle plannen voor de verkenning van de ruimte en de kolonisatie van LEO, gezamenlijke inspanningen om dit aan te pakken zijn niet alleen wenselijk, maar ook noodzakelijk.