science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Minder dan oneindig:de ruimte wordt een orbitale stortplaats

Ruimtevoorwerpen en puin rond de aarde zoals gevisualiseerd door ASTRIAGraph. De grijze stippen vertegenwoordigen puin, de oranje stippen zijn actieve satellieten, blauwe stippen zijn inactieve satellieten, en roze zijn niet-gecategoriseerde objecten. Krediet:ASTRIAGraph

Het is verbijsterend om aan iets in termen van oneindigheid te denken.

De ruimte omspant alle richtingen en breidt zich uit sinds het begin van het heelal. Echter, ook al is het grenzeloos, ruimte als een hulpbron is niet zo oneindig als wordt beweerd.

De ruimte in de buurt van de aarde raakt vol met objecten, of dat nu sondes zijn die zijn gestuurd door verschillende regeringen die strijden om dominantie, of testapparatuur gelanceerd door een groeiend aantal commerciële bedrijven. Binnen de komende vijf jaar zal Alleen Amerikaanse bedrijven zijn van plan om 15, 000 satellieten de ruimte in.

De gebieden van de ruimte die het gemakkelijkst voor ons toegankelijk zijn, worden beperkter, en het komt allemaal neer op het feit dat mensen de ruimte nabij de aarde niet als een eindige hulpbron herkennen.

"De ruimte kan oneindig zijn, maar het gebied van de ruimte rond de aarde waar we dingen plaatsen is zeer beperkt, " zei Moriba Jah, een universitair hoofddocent lucht- en ruimtevaarttechniek aan de Universiteit van Texas in het Oden Institute in Austin.

Volgens hem, als we niet voorzichtig zijn en de duurzaamheid op lange termijn negeren, onze satellietcommunicatie, veiligheidsinfrastructuur en zelfs de toekomst van ruimteverkenning lopen allemaal gevaar.

Jah is een expert op het gebied van astrodynamica, de beweging van objecten in de ruimte. Hij is ook een expert op het gebied van ruimtepuin, en hij gelooft dat om de toekomst van onze planeet te beschermen, we moeten de ruimte nabij de aarde bewaken en het publiek en beleidsmakers informeren over de duurzaamheid van de ruimte.

Jah's reis om een ​​expert te worden op het gebied van ruimteruis begon toen hij bij de luchtmacht diende nadat hij was afgestudeerd van de middelbare school. Hij zegt dat hij zich herinnert dat hij naar de lucht keek terwijl hij 's nachts de wacht deed en voor het eerst een belemmerd zicht op het universum zag.

"Ik zou omhoog kijken en ik zou deze lichtpunten door de lucht zien steken. Wat is dat? Het is geen vliegtuig. Het is geen vallende ster, " zei hij. "Ik realiseerde me dat het door mensen gemaakt materiaal was dat rond de aarde cirkelde. En ik kon het gewoon met mijn blote oog zien. Het plantte het eerste zaadje van nieuwsgierigheid in mijn geest."

Krediet:Universiteit van Texas in Austin

Jah ging werken voor NASA's Jet Propulsion Laboratory als ruimtevaartuignavigator, dienen op missies, waaronder de Mars Odyssey, Hayabusa en de Mars Reconnaissance Orbiter. Hij begon uitgebreid ruimtepuin te observeren terwijl hij werkte bij het Air Force Research Laboratory op Maui, Hawaii, waar hij optische gegevens gebruikte om trajecten van ruimteobjecten vast te leggen.

Vandaag, Jah erkent de ernst van het probleem van ruimteafval en pleit voor de regulering van het ruimteverkeer, werken aan het verminderen van de toenemende hoeveelheid door mensen gemaakte dingen in de ruimte en het aanmoedigen van samenwerking en transparantie van overheids- en commerciële ruimteagentschappen. Jah heeft zelfs twee keer een deskundig getuigenis gegeven aan het Congres, een keer in 2017 en een keer alleen deze maand!

Om te begrijpen hoe ernstig het probleem van ruimteschroot is, Jah zegt dat we eerst moeten begrijpen hoe een baan in de buurt van de aarde fungeert als snelwegen voor deze bewoners in de ruimte. Met andere woorden, de ruimte in de buurt van de aarde bevat beperkte banen waar satellieten het meest natuurlijk in een baan om de aarde vallen.

Terwijl objecten voortdurend de ruimte in worden gelanceerd, dingen beginnen deze paden te hinderen, onze werkende satellieten in gevaar brengen.

Deze satellieten worden gebruikt voor kritieke diensten zoals telecommunicatie en nationale veiligheid, maar we vertrouwen ook op hen om informatie te verzamelen voor belangrijke besluitvorming over landbouw, meteorologie, klimatologie, en meer.

Wat als je geen toegang hebt tot internet door een botsing met een satelliet? Of konden meteorologen het weer of een naderende orkaan niet voorspellen? Of erger, wat als een vliegtuig zijn geografische positionering of communicatiesystemen tijdens de vlucht zou verliezen? Dit zijn echte zorgen die steeds waarschijnlijker lijken met de toestroom van objecten in de ruimte.

Het is ook belangrijk om te erkennen dat de meeste dingen die in de ruimte worden gebracht, nooit meer terugkomen of in een baan om de aarde blijven tot ver na ons leven.

NASA schat 500, 000 door mensen gemaakte fragmenten, van de grootte van een vlekje verf tot een hele schoolbus, vandaag in een baan om de aarde draaien. Dit kunnen van alles zijn, van gepensioneerde satellieten en oude ruimtesondes tot hun verslechterende onderdelen en stukken zoals noten, bouten en zonnepaneelfragmenten.

Elk stuk ruimtepuin kan ook botsen met andere objecten met snelheden die hoger zijn dan een kogel. Dit betekent dat de populatie ruimtepuin zelfgroeiend is naarmate meer dingen botsen en in nog kleinere stukken breken.

Elk land houdt een onafhankelijke catalogus bij van artikelen, informatie wordt vaak geïsoleerd en moeilijk toegankelijk gehouden. Om dit te verzachten, Jah en zijn onderzoeksteam aan de UT creëerden ASTRIAGraph, 's werelds eerste crowdsourced monitoringsysteem voor ruimteverkeer. Het is een transdisciplinair, online tool die voor iedereen toegankelijk is om informatie over ruimteafval te vinden.

"We willen de ruimte gewoon transparant en voorspelbaar maken, "Ja zei, maar op het einde, preventie staat centraal. Hij is van mening dat alle mensen de ruimte moeten behandelen als het verkennen van een camping:hun afval meenemen als ze vertrekken.

"In plaats van na te denken over eigendom van een bepaalde omgeving in termen van het uitoefenen van rechten, denk erover na in termen van bewaring, rentmeesterschap en wederzijds respect, "zei Jah.

"Bepaalde principes zijn gebruikelijk bij al deze inheemse mensen. Dingen zoals voordat je beslissingen neemt in een ecosysteem, veel empirische gegevens verzamelen, begrijp de relatie tussen al deze dingen. Dat is waar ik heen ga met ruimteduurzaamheid, en daarom vind ik het werk dat we hier op de UT doen uniek, " hij zei.

Zelfs met al zijn uitdagingen, Jah is hoopvol voor de toekomst. In samenwerking met het Robert Strauss Centrum voor Internationale Veiligheid en Recht, Jah is onlangs gestart met het Space Security and Safety Program. Deze maand, het programma werkt samen met de International Academy of Astronautics om haar eerste jaarlijkse conferentie over ruimteverkeersbeheer hier op de UT te houden.

Volgens Jah, ruimtepuin is iets dat leiders in de wetenschap, technologie, recht en sociale wetenschappen moeten allemaal samenkomen om op te lossen, en hij gelooft dat UT Austin een voortrekkersrol zou kunnen spelen bij die verandering. aan Jah, de combinatie van de ruime middelen van UT Austin, leiders van wereldklasse op verschillende gebieden en een transdisciplinaire benadering van probleemoplossing onderscheiden UT Austin van andere toponderzoeksuniversiteiten.

"Ik wil de Zweinstein van ruimteveiligheid hebben, veiligheid en duurzaamheid, en dat is logisch om hier op de UT te gebeuren, "zei Jah.

De ruimte moet onbegrensd blijven, en hij hoopt dat bewustwording zal leiden tot gewetensvolle individuen die de ruimte schoon zullen houden, gratis en bruikbaar voor toekomstige generaties.