Kāpēc Mēnesim ir nepieciešama kosmosa satiksmes kontroles sistēma

“Lieliska tuksnesiba.”

Tas bija vards, ko Buzz Aldrin izmantoja, lai aprakstitu milzigo tuksumu meness virsmas pirms pirma reize uzkapa uz tas 1969. gada julija. Bet ko, ja meness – vai, precizak, tas orbite – nebija tik tuksnesiga? Ko, ja tas vairak lidzinajas, piemeram, Losandzelosas steidziga brauciena laika satiksmes sastrigumam? Ko tad?

Ja domat, ka tikai 12 cilveki ir staigajusi pa meness virsmu cilveces vesture, tas var likties liels hipotetisks jautajums. Tomer tas ir ari satraucošs jautajums, ko Arizonas Universitates petnieki – universitate, kas palidzeja kartografet meness virsmu Aldrina slavenajai Apollo 11 misijai – patlaban loti nopietni apsver.

Vinu plans – kura universitate nesen sanema 7,5 miljonus dolari finansejuma no Gaisa speku petniecibas laboratorijas Kosmosa transportlidzeklu direktorata – paredz izveidot pasaules pirmo meness gaisa satiksmes kontroles sistemu. Tadu, kas paredzeta, lai sekotu lidzi kosmosa satiksmei patlaban nesekota cislunara regiona starp musu planeta un meness, tas palidzes izvairities no meness satiksmes sastrigumiem – un, iespejams, pat letaliem sadursmem.

Un tas notiks agrak neka jus domajat tuvako meness misiju laika.

Ka izmesta automašinu laukums kosmosa

NASA zinatnieks Don Kessler jau 1978. gada pirmo reizi noradija uz briesmam, ko rada objektu izcili augsta blivuma apriņķošana zemas Zemes orbite un veids, kada tie var izraisit iespejamo sadursmju lavinas reakciju. (Noskatieties 2013. gada filmas Gravity sakumu, lai redzetu, cik postigi tas var but.)

Sodien tiek sekots aptuveni 23 000 kosmosa atkritumu gabaliem, kas apriņķo Zemi ar atrumu aptuveni 17 500 jūdzes stunda. No tiem tikai 3500 ir aktivi kravas, kamēr atlikums – viss no mirušiem satelitu gabaliem līdz izmestam raķešu dalām – ir neaktīvi, bet joprojām potenciāli bīstami atkritumi.

Kosmosa atkritumi kustiba

“Iedomajieties, ka kopš automašīnas izgudrošanas jus no rupnicas paņemat automašīnu un ieliet tai degvielu, tad [braucat lidz tai beidzas degviela], to izmetat un paņemat jaunu automašīnu,” Vishnu Reddy, asocietais profesors Arizonas Universitates Meness un Planetas laboratorija, teica Digital Trends. “Tas ir tas, ko mes darām kosmosā. Katru reizi, kad kosmosa kuģim beidzas degviela – un tas var but pilnīgi strādājošs kosmosa kuģis – jus to izmetat un palaidat jaunu kravu. [Laika gaitā] lietas uzkrājas.”

Problema, viņš teica, ir redzamība: gan burtiska, gan figurativa. “Kosmoss ir diezgan neaptverama problema,” Reddy paskaidroja. “Tas nav kā vides katastrofa, vai ne? Jūs zinat, ir naftas noplūde, jus redzat pelikanus klātus ar eļļu, tas izraisa viscerālu reakciju. Jus parādat punktu debesis ikvienam un lielākajai daļai cilvēku vienalga. Tas ir kā, kapēc man vajadzetu rūpēties – lidz mobilais telefons nestrādā vai GPS nestrādā vai futbols neparādas televizorā. Tad cilvēki reaģē.”

Meness orbītas piesarnojums

Kamēr Zemes orbītas kosmosa atkritumi ir saņēmuši nedaudz uzmanības, meness kosmosa atkritumu problēma lielākoties ir neapspriesta. Tas ir tāpēc, ka pagaidam vismaz šī nav problēma.

Pēc Reddy paša atzīšanas meness orbītas kanāls patlaban ir salīdzinoši skaidrs. Salīdzinot ar tūkstošiem katalogizētu objektu, kas apriņķo Zemi, meness orbītā ir tikai daži desmiti kravu. No nelielā satelītu skaita meness orbītā vienīgie nozīmīgie (iespējams vienīgie pilnībā) ietver NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, divus Artemis kosmosa kuģus (P1 un P2) un Ķīnas Chang’e 5-T1. Tas ir mazāk liels sastrēgums nekā ekvivalents tam, ka redz citu automašīnu vairaku stundu brauciena laikā caur lauku Vaiomingu.

Bet tikai tāpēc ka šodien tas ir Vaiomings nenozīme ka tas nav LA šoseja rīt. Vai arī, lai izvairītos no pārspīlējuma, vismaz daudz aizņemtāks nekā tas ir patlaban.

“Mums bija meness sākotnēja izpēte [1960. gados],” teica Reddy. “Tad bija klusa perioda vidū pēdējos 50 gadus vai tā. Bet tagad ir atjaunota interese par meness izpēti. Nākamo astoņu gadu laikā mēs gaidam līdz pat 50 kravu dodamies uz meness. Mēs vēlamies izvairīties no tada veida situacijas, kas mums ir uz Zemes [notiek] ap meness orbītu arī.”

Tas varētu arī traucēt satelītiem un potenciāli būt bīstami kosmosa lidojumu misijam – gan apkalpotam, gan neapkalpotam.

Idea par proaktīvu pieeju gaisa satiksmes kontrolei protams nav jauna. Tas ir tieši tas, kas notika ar tradicionālo zemes gaisa satiksmes kontroli. Pirmie nopietnie mēģinajumi izstradat noteikumus gaisa satiksmes uzraudzibai un kontrolei radas 1922. gadā, vairakus gadus pēc pirmas Starptautiskas Gaisa konvencijas 1919. gadā. Pirmais cilvēks, kas varēja oficiāli sevi dēvēt par profesionālu gaisa satiksmes kontrolieri, Archie League no Sentluisas Misūri štatā saka stradat 1929. gadā. Lai gan gaisa ceļošana saka attistities (pun semi-intended) ta laika bridi, tas bija savas bērnibas stadijā salidzinajumā ar to ko tas kluva velak. Ar blank” rel=”noopener”>173 000 pasažieriem, kas lidoja ASV 1929. gadā salidzinajumā ar blank” rel=”noopener”>926 miljoniem pasažieriem, kas tika parvesti 2019. gadā debesis nebija tieši pārpilditas. Tomer tika uzskatits ka risinajums ir nepieciešams – pat ja tas bija balstits uz prognozetu izaugsmi.

‘Es naku no asteroidu sekošanas pasaules’

Ka saka teiciens, pirmais solis jebkuras problemas risinašana ir atzit ka pastav problema ar ko sakt stradat. Risinot šadas sarežgita problemas gan atzit problema ir talu no lielakas škēršļiem. Par laimi vismaz sakaum Reddy teica ka daudzas pašreizejas tehnologijas ko izmanto objektu sekošanai no Zemes var pielagot meness orbītas sekošanai.

Reddy un viņa studenti Meness un Planetas laboratorija izmanto veltitas sensorus universitates Biosfēras 2 petniecibas iekarta lai raksturotu cislunara objektus. Šis iekartu komplekts ietver vairakus teleskopos kas veltiti kosmosa domenu apzinai tostarp vienu ko uzbuvēja Arizonas Universitates inženierzinatnu bakalaura studenti.

“Daudz ko var izdarit ar [optiskajiem teleskopiem] ko jau esam izmantojuši geostacionaro lietu darbam,” teica Reddy. “Tikai tie ir blavaki tapec jums jauzliek ilgaks ekspozicijas laiks un jauzem fotoattels kas ir dziļaks.”

Vina paša fons viņš piebilda “galvenokart darbojas planeta aizsardziba.” “Es naku no asteroidu sekošanas pasaules tapec daudzi riki ko mes pielietojam šim konkreto problemam balstas uz planeta aizsardzibas rikiem un tehnologijam,” viņš skaidroja. “Asteroidu kopiena jau desmitgades seko loti maziem objektiem talak no Zemes. Mes izmantojam daudz programmatūras un tehnikas [šim projektam].”

Es gribu but meness modelis

Galvenais šis projekta merķis – un tas jau ir talak neka jus varat domat – ir izveidot modeli kas precizi parada katru objektu kas apriņķo meness. Tas tad izceltu iespejamas savienojumus (fancy space-term for crashes) starp šiem objektiem un aktiviem kravas. Reddy teica ka šis riks tiks izmantots šis gada Artemis 1 palaišana, NASA super smaga celšanas palaišanas iekartas debija ar merķi nosutit neapkalpotu Orion kosmosa kuģi retrogradaja orbīta ap meness.

Petnieki ari padaris savu modeli pieejamu privatiem kosmosa uznemumiem. “Ja razotajs pie mums atnak un saka ‘Hei mes darim šo misiju uz meness varat ludzu parbaudit savienojumus?’ Ja protams” teica Reddy. “Tas ir serviss ko mes sniegsim. Mes velamies izvairities no atkritumu radisanas. Tas ir vairak darba mums sekojot daudziem objektiem. Ne ta ka mes esam slinki bet ja mes varam to izvairities un saglabat [meness orbītu] tira tas ir labak mums visiem.”

Laba jautajums ir cik daudz ietekmes spejas bus šadam kosmosa satiksmes kontroles sistemam kadam butu. Pieņemsim ka piemeram Ķinas satelits rada iespejamu eksistencialu draudu Amerikas kosmosa palaišanai – vai ari kad šis gaisatelpa kluva aiznemtaka diviem kuģiem risket ar iespejamu sadursmi. Kas bus tas kas apgalvo tiesibas uz priekšrocibam iespejama ekstraterrestrijala vistas spele? Gruti jautajums. “Es domaju ka mes nevaram neko ietekmet” teica Reddy. “Šis ir vairak akademisks vingrinajums [patlaban].”

Vels naksakotnejs izaicinajums kas vel nav atrisinats var ietvert faktisku kosmosa misiju palaišanu lai izvietotu papildus orbitales aktivos ko var palidzet uzraudzit zonas kas nav redzamas no Zemes piemeram objekti kas paslepti aiz meness. (Kas zina: Tas pat var kalpot ka paraugs lidzigiem iniciativiem citiem planeta piemeram Mars kuram butu nepieciešams pilnigi jauns infrastruktura sakara ar grutibu tos uzraudzit no Zemes. “Es domaju ka mes jau planojam darit ko par kosmosa satiksmes vadibu ap Mars” viņš teica.)

Pagaidam gan komanda bus prieciga ja šis pieradijuma koncepts parada savu vertibu ka riks lai atbalstitu musu turpinatas kosmosa intereses – un atdzivinatu fascinaciju ar meness.

“Musu merkis ir attistit šo un paradiet ka kaut kas tads var but uzturams un var but noderigs” teica Reddy. “Tad mes to nodosim cilvekiem kam ir ista atbildiba par šis turpinasanu.”