Когда люди начали запускать ракеты в космос, количество мусора, летающего вокруг Земли, выросло до такой степени, что обломки повредили спутники и вынудили космическую станцию сместить орбиту. Теперь исследователи из Австралии хотят использовать лазеры для отслеживания космического мусора и уничтожать его, прежде чем он создаст проблемы.
«Если оставить весь мусор в космосе, в конечном итоге он столкнется друг с другом, и возникнет эффект снежного кома, состоящего из множества обломков», - говорит Селин Д'Оргевиль, профессор Исследовательской школы астрономии Австралийского национального университета. «И в какой-то момент на определенных высотах будет так много обломков, что мы больше не сможем использовать эти высоты».
Она говорит о синдроме Кесслера, показанном в фильме «Гравитация». Хотя вряд ли произойдет драматический каскад орбитальных аварий, который разрушит Международную космическую станцию, космический мусор может вызвать другие проблемы. NASA сообщает, что более полумиллиона обломков, от вышедших из употребления спутников, движутся вокруг Земли со скоростью до 17 500 миль в час.
Д'Оржевиль и ее коллеги предлагают применить адаптивную оптику, метод, широко используемый в астрономии, для решения проблемы отслеживания мелких обломков размером от 1 до 10 см, которые трудно увидеть. Адаптивная оптика позволяет астрономам преодолевать атмосферную турбулентность, вызванную изменениями давления и температуры, заставляющими звезды мерцать.
Для этого астрономы создают лазер, пропуская желтый лазерный луч через телескоп. Луч попадает в слой частиц высоко в атмосфере и отскакивает обратно. Фотодетекторы измеряют искажения в отраженном луче, чтобы вычислить степень турбулентности, а затем дают команду ряду исполнительных механизмов на деформируемом зеркале толкать и тянуть различные части зеркала для компенсации искажения. Это приводит к резкому улучшению фокусировки.
Используя эту систему, Д'Оргевиль и ее коллеги могут направить серию инфракрасных лазерных импульсов на орбитальные обломки, чтобы определить, где они находятся и куда направляются. Без адаптивной оптики они не смогли бы достаточно хорошо сфокусировать инфракрасный лазер, чтобы находить мелкие объекты. Зная путь обломков, они могут предупредить, например, спутник связи, чтобы он немного изменил свою орбиту, чтобы избежать попадания в него.
Но команда хочет пойти дальше и использовать еще один лазер, чтобы фактически уничтожить часть обломков. Если они обнаружат, что два крошечных кусочка космического мусора могут причинить ущерб спутнику или другому космическому аппарату, они могут выстрелить 20-киловаттным инфракрасным лазером по одному из них. Светового давления от лазера будет достаточно, чтобы после нескольких выстрелов мягко подтолкнуть мусор на другую траекторию. «Он не уничтожит обломки или что-то еще, но, по крайней мере, вы можете убрать его с его пути», - говорит она. «Итак, идея состоит в том, чтобы отсрочить эффект Кесслера».
