Innowacyjne rozwiązania NASA umożliwiające skuteczne sprzątanie śmieci kosmicznych

Analiza nowych danych sugeruje, że tak NASA Partnerzy projektu mogli odkryć bardziej opłacalne sposoby rozwiązania rosnącego problemu śmieci orbitalnych, niż wcześniej sądzono.

Biuro Technologii, Polityki i Strategii NASA opublikowało nowy raport, który zapewnia kierownictwu agencji nowy wgląd w sposoby pomiaru ryzyka stwarzanego przez śmieci orbitalne.

„Wzrost aktywności na orbicie Ziemi zapewnił nam wszystko, od szybszej komunikacji naziemnej po lepsze zrozumienie naszego zmieniającego się klimatu” – powiedziała Charity Weeden, która kieruje OTPS w NASA. „Te rosnące możliwości prowadzą do bardziej zatłoczonego środowiska kosmicznego. To badanie jest częścią prac NASA mających na celu szybkie lepsze zrozumienie tego środowiska, zgodnie z niedawno opublikowaną przez NASA Strategią zrównoważonego rozwoju przestrzeni kosmicznej, poprzez zastosowanie ekonomicznego spojrzenia na tę krytyczną kwestię”.

raport, Analiza kosztów i korzyści w zakresie łagodzenia skutków, śledzenia i usuwania śmieci orbitalnychto drugi etap prac OTPS mający na celu rozwiązanie niepewności technicznych i ekonomicznych związanych ze śmieciami orbitalnymi.

Symulacja śmieci orbitalnych wokół Ziemi pokazująca liczbę obiektów w regionie geosynchronicznym. Źródło: NASA ODPO

Postęp w stosunku do poprzednich raportów

OTPS Raport z pierwszego etapuopublikowane w 2023 r. dostarczyło wstępnych informacji dla decydentów poszukujących analiz kosztów i korzyści środków zaradczych związanych ze śmieciami orbitalnymi, w tym przenoszenia, usuwania lub ponownego wykorzystania obiektów. Nowy raport poprawił jakość szacunków ryzyka dla statków kosmicznych ze strony śmieci orbitalnych. Te nowe szacunki obejmują wszystko, od największych śmieci w kosmosie po fragmenty wielkości milimetrów. W raporcie rozszerza się także zakres zainteresowań zespołów OTPS, włączając działania, które mogą ograniczyć powstawanie nowych śmieci i śledzić istniejące.

„To badanie pozwala nam zacząć odpowiadać na pytanie: jakie są najbardziej opłacalne działania, jakie możemy podjąć, aby rozwiązać rosnący problem śmieci orbitalnych?” Analityk NASA Jericho Locke, główny autor raportu, powiedział. „Mierząc wszystko w dolarach, możemy bezpośrednio porównać ochronę statku kosmicznego ze śledzeniem mniejszych śmieci lub usuwaniem 50 dużych kawałków śmieci z usunięciem 50 000 mniejszych kawałków”.

Innowacyjne metody pomiaru ryzyka

Nowy raport OTPS różni się od poprzednich badań śmieci orbitalnych tym, że bezpośrednio szacuje ryzyko stwarzane przez śmieci kosmiczne, a nie wskaźniki zastępcze ryzyka, takie jak liczba kawałków śmieci na orbicie. Ponadto mierzy ryzyko w dolarach, modelując koszty, jakie operatorzy mogą ponieść w związku z manewrowaniem statkiem kosmicznym w celu uniknięcia śmieci, obsługą przy bliskim podejściu oraz szkodami lub stratami spowodowanymi uderzeniem śmieci. Badanie symuluje ewolucję środowiska śmieci orbitalnych na przestrzeni 30 lat.

Oceń opłacalne strategie

W sumie w badaniu porównano opłacalność ponad 10 różnych działań, które można podjąć w celu zmniejszenia ryzyka śmieci orbitalnych, takich jak osłona, śledzenie małych śmieci lub utylizacja dużych śmieci. Docelowo zespół ma nadzieję ocenić opłacalność kombinacji różnych procedur, zwanych portfelami.

Analiza zawarta w raporcie ponownie przygląda się powszechnym, ostrożnym działaniom, które społeczność kosmiczna historycznie postrzegała jako opłacalne podejście do wspierania zrównoważonego rozwoju w przestrzeni kosmicznej. Na przykład w raporcie oszacowano, że niektóre metody utylizacji gruzu mogą być równie cenne jak łagodzenie skutków gruzu. Szacuje się również, że szybkie usunięcie z orbity martwego statku kosmicznego jest opłacalnym sposobem ograniczenia ryzyka. Takie odkrycia mogą dostarczyć nowych wskazówek przywódcom NASA i społeczności kosmicznej przy zajmowaniu się kwestią śmieci orbitalnych.

Plany na przyszłość i dostępność publiczna

OTPS planuje opublikować kod badawczy wykorzystany do opracowania badania. Zespół badawczy planuje kontynuować prace nad zrozumieniem śmieci orbitalnych i różnych podejść do postępowania z nimi, a także podzieli się swoją wiedzą z zainteresowanymi stronami.