Лазерная метла

Лазерная метла — это предлагаемая наземная двигательная установка с приводом от лазерного луча , которая убирает космический мусор с пути искусственных спутников (таких как Международная космическая станция ), чтобы предотвратить побочный ущерб космическому оборудованию. Он нагревает одну сторону обломков, чтобы изменить траекторию своей орбиты, изменяя путь для более быстрого попадания в атмосферу. Исследователи космоса предположили, что лазерная метла может помочь смягчить синдром Кесслера — неконтролируемый каскад событий столкновений между орбитальными объектами. ^[1] Кроме того, также были предложены системы лазерных метел, установленные на спутниках или космических станциях. ^[2]^[3]^[4]^[5]

Механизм

Предлагается использовать лазерные метлы для уничтожения космического мусора диаметром от одного до десяти сантиметров (0,4–3,9 дюйма). Столкновения с этими высокоскоростными обломками наносят не только значительный ущерб спутникам, но и вторичные фрагментированные обломки столкнувшихся частей спутников. Лазерная метла предназначена для использования при высокой мощности для проникновения в атмосферу и удаления материала из целевых обломков. ^[6] Абляционный материал создает небольшую тягу , которая опускает его орбиты перигей в сторону верхних слоев атмосферы, тем самым увеличивая сопротивление , так что оставшийся срок его орбитального существования сокращается. ^[7] Лазер будет работать импульсно, чтобы избежать самозащиты цели за счет абляционной плазмы. Уровни мощности лазеров в этой концепции значительно ниже уровней мощности в концепциях более быстродействующего противоспутникового оружия.

Исследования в этой области выявили необходимые точные физические ограничения, отметив значительную значимость ориентации космического мусора и полученной в результате траектории удаляемого объекта. ^[8]^[9] Используя лазерную направляющую звезду и адаптивную оптику, достаточно мощный наземный лазер (импульсный HF-лазер мощностью 1 мегаджоуль) может ежедневно смещать орбиты десятков обломков при разумных затратах. ^[1]^[10]

История

« Спейс шаттл» регулярно демонстрировал доказательства «крошечных» столкновений. При послеполетном осмотре ^[11]

«Орион» представлял собой проект наземной лазерной метлы, предложенный в 1990-х годах, стоимость которого оценивалась в 500 миллионов долларов. ^[12]^[13]^[14]

Космический лазер, также называемый «Проект Орион», планировалось установить на Международной космической станции в 2003 году. ^[15]^[16] В 2015 году японские исследователи предложили добавить возможности лазерной метлы к телескопу космической обсерватории Extreme Universe , который будет запущен на МКС в 2017 году. ^[17]^[18]^[19]^[5]

В 2014 году европейский проект CLEANSPACE опубликовал отчет, посвященный исследованию глобальной архитектуры лазерных станций отслеживания и удаления мусора. ^[20]^[21]

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Доктор Клод Фиппс (2011). «Удаление орбитального мусора с помощью лазеров». Достижения в космических исследованиях . 49 (9): 1283–1300. arXiv : 1110.3835 . Бибкод : 2012AdSpR..49.1283P . дои : 10.1016/j.asr.2012.02.003 . S2CID 118525979 .
^ Шен, Шуанъянь; Цзинь, Син; Хао, Чанг (1 августа 2014 г.). «Очистка космического мусора с помощью лазерной системы космического базирования» . Китайский журнал аэронавтики . 27 (4): 805–811. дои : 10.1016/j.cja.2014.05.002 . ISSN 1000-9361 .
^ Вэнь, Цюань; Ян, Ливэй; Чжао, Шанхун; Фан, Ину; Ван, Йи; Хоу, Жуй (1 февраля 2018 г.). «Воздействие орбитальных элементов лазерной станции космического базирования на маломасштабное удаление космического мусора» . Оптик . 154 : 83–92. Бибкод : 2018Оптик.154...83Вт . дои : 10.1016/j.ijleo.2017.10.008 . ISSN 0030-4026 .
^ Лин; Певица (15 февраля 2018 г.). «Реален ли китайский космический лазер?» . Популярная наука . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Вентон, Даниэль (12 мая 2015 г.). «Безумный план по очистке космического мусора с помощью лазерной пушки» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Кэмпбелл, Джонатан (декабрь 2008 г.). «Использование лазеров в космосе: лазерное удаление орбитального мусора и отклонение астероидов» (PDF) . Периодический доклад Центра стратегии и технологий, Военно-воздушного колледжа, Авиационного университета, База ВВС Максвелл, Алабама . 20 . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2019 года.
^ Иван Бекей, « Проект Орион: удаление орбитального мусора с использованием наземных датчиков и лазеров . Архивировано 1 февраля 2021 г. в Wayback Machine ». Вторая Европейская конференция по космическому мусору , 1997, ESA-SP 393, стр. 699.
^ Шарринг, Стефан; Вилкен, Яша; Экель, Ханс-Альберт (август 2016 г.). «Лазерное удаление космического мусора неправильной формы» . Оптическая инженерия . 56 (1): 011007. doi : 10.1117/1.OE.56.1.011007 . ISSN 0091-3286 .
^ Уиллс, Стюарт (4 августа 2016 г.). «Могут ли высокоэнергетические лазеры сметать космический мусор?» . Новости оптики и фотоники . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Адам Манн (2011). «Кризис космического мусора: время использовать лазеры» . Проводной . Архивировано из оригинала 21 июня 2016 года . Проверено 22 июня 2016 г.
^ Вайншток, Майя (5 сентября 2000 г.). «Орбитальный мусор продолжает угрожать Международной космической станции» . Space.com . Архивировано из оригинала 21 ноября 2000 года . Проверено 3 февраля 2008 г.
^ Фиппс, ЧР; Альбрехт, Г.; Фридман, Х.; Гавел, Д.; Джордж, EV; Мюррей, Дж.; Хо, К.; Приедгорский, В.; Михаэлис, ММ; Рейли, JP (март 1996 г.). «ОРИОН: Очистка околоземного космического мусора с помощью наземного импульсно-периодического лазера мощностью 20 кВт и длиной волны 530 нм» . Лазерные лучи и пучки частиц . 14 (1): 1–44. Бибкод : 1996LPB....14....1P . дои : 10.1017/S0263034600009733 . ISSN 1469-803X .
^ Иван Бекей (май 1997 г.). «Лазер Ориона: Охота на космический мусор» . Аэрокосмическая Америка . АИАА . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 8 мая 2011 г.
^ «Спутниковые крушители» . Журнал «Авиация и космос». 1 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 29 июля 2012 г. Проверено 18 августа 2011 г.
^ АФП (16 августа 2000 г.). «НАСА надеется, что лазерная метла поможет очистить космический мусор» . www.spacedaily.com . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ « Лазерная метла» будет сметать космический мусор» . Новости ЦБК . 18 августа 2000 г. Проверено 10 апреля 2021 г.
^ «Схема очистки неба от космического мусора» . РИКЕН . 21 апреля 2015 года . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Эбисузаки, Тошиказу; Куинн, Марк Н.; Вада, Сатоши; Пиотровски, Лех Виктор; Такидзава, Ёсиюки; Казолино, Марко; Бертайна, Марио Э.; Городецкий, Филипп; Паризо, Этьен; Тадзима, Тошики; Сулар, Реми; Муру, Жерар (1 июля 2015 г.). «Демонстрационные проекты по ликвидации космического мусора Международной космической станции» . Акта Астронавтика . 112 : 102–113. Бибкод : 2015AcAau.112..102E . дои : 10.1016/j.actaastro.2015.03.004 . hdl : 2318/1578984 . ISSN 0094-5765 – через Elsevier Science Direct.
^ Акерман, Эван (23 апреля 2015 г.). «Предложение разместит на МКС лазерную пушку для взрыва космического мусора» . IEEE-спектр . Проверено 10 апреля 2021 г.
^ Эсмиллер, Бруно; Жакелар, Кристоф; Экель, Ханс-Альберт; Внук, Эдвин (1 ноября 2014 г.). «Удаление космического мусора наземными лазерами: основные выводы европейского проекта CLEANSPACE» . Прикладная оптика . 53 (31): И45–И54. Бибкод : 2014ApOpt..53I..45E . дои : 10.1364/AO.53.000I45 . ISSN 2155-3165 . ПМИД 25402937 .
^ «Удаление мелкого мусора с помощью лазерного освещения и дополнительных технологий» . CORDIS-EU Результаты исследования .

Дальнейшее чтение

Обломки орбиты Земли, 2000 г. - Исследование НАСА воздействия спутников и космических аппаратов , издание World Spaceflight News, компакт-диск: 862 страницы. ISBN 1-893472-28-0

Внешние ссылки

[Phtd2-1] Перейти обратно: ^а ^б Доктор Клод Фиппс (2011). «Удаление орбитального мусора с помощью лазеров». Достижения в космических исследованиях . 49 (9): 1283–1300. arXiv : 1110.3835 . Бибкод : 2012AdSpR..49.1283P . дои : 10.1016/j.asr.2012.02.003 . S2CID 118525979 .

[7BFkR-2] Шен, Шуанъянь; Цзинь, Син; Хао, Чанг (1 августа 2014 г.). «Очистка космического мусора с помощью лазерной системы космического базирования» . Китайский журнал аэронавтики . 27 (4): 805–811. дои : 10.1016/j.cja.2014.05.002 . ISSN 1000-9361 .

[w4XYT-3] Вэнь, Цюань; Ян, Ливэй; Чжао, Шанхун; Фан, Ину; Ван, Йи; Хоу, Жуй (1 февраля 2018 г.). «Воздействие орбитальных элементов лазерной станции космического базирования на маломасштабное удаление космического мусора» . Оптик . 154 : 83–92. Бибкод : 2018Оптик.154...83Вт . дои : 10.1016/j.ijleo.2017.10.008 . ISSN 0030-4026 .

[DUUkb-4] Лин; Певица (15 февраля 2018 г.). «Реален ли китайский космический лазер?» . Популярная наука . Проверено 10 апреля 2021 г.

[JkyEc-5] Перейти обратно: ^а ^б Вентон, Даниэль (12 мая 2015 г.). «Безумный план по очистке космического мусора с помощью лазерной пушки» . Проводной . ISSN 1059-1028 . Проверено 10 апреля 2021 г.

[dFnVt-6] Кэмпбелл, Джонатан (декабрь 2008 г.). «Использование лазеров в космосе: лазерное удаление орбитального мусора и отклонение астероидов» (PDF) . Периодический доклад Центра стратегии и технологий, Военно-воздушного колледжа, Авиационного университета, База ВВС Максвелл, Алабама . 20 . Архивировано из оригинала (PDF) 26 июня 2019 года.

[8Nzfj-7] Иван Бекей, « Проект Орион: удаление орбитального мусора с использованием наземных датчиков и лазеров . Архивировано 1 февраля 2021 г. в Wayback Machine ». Вторая Европейская конференция по космическому мусору , 1997, ESA-SP 393, стр. 699.

[4txMj-8] Шарринг, Стефан; Вилкен, Яша; Экель, Ханс-Альберт (август 2016 г.). «Лазерное удаление космического мусора неправильной формы» . Оптическая инженерия . 56 (1): 011007. doi : 10.1117/1.OE.56.1.011007 . ISSN 0091-3286 .

[y8GtT-9] Уиллс, Стюарт (4 августа 2016 г.). «Могут ли высокоэнергетические лазеры сметать космический мусор?» . Новости оптики и фотоники . Проверено 10 апреля 2021 г.

[Xu2AM-10] Адам Манн (2011). «Кризис космического мусора: время использовать лазеры» . Проводной . Архивировано из оригинала 21 июня 2016 года . Проверено 22 июня 2016 г.

[ZwSCM-11] Вайншток, Майя (5 сентября 2000 г.). «Орбитальный мусор продолжает угрожать Международной космической станции» . Space.com . Архивировано из оригинала 21 ноября 2000 года . Проверено 3 февраля 2008 г.

[ijccE-12] Фиппс, ЧР; Альбрехт, Г.; Фридман, Х.; Гавел, Д.; Джордж, EV; Мюррей, Дж.; Хо, К.; Приедгорский, В.; Михаэлис, ММ; Рейли, JP (март 1996 г.). «ОРИОН: Очистка околоземного космического мусора с помощью наземного импульсно-периодического лазера мощностью 20 кВт и длиной волны 530 нм» . Лазерные лучи и пучки частиц . 14 (1): 1–44. Бибкод : 1996LPB....14....1P . дои : 10.1017/S0263034600009733 . ISSN 1469-803X .

[wVyXP-13] Иван Бекей (май 1997 г.). «Лазер Ориона: Охота на космический мусор» . Аэрокосмическая Америка . АИАА . Архивировано из оригинала 21 июля 2011 года . Проверено 8 мая 2011 г.

[uXqWQ-14] «Спутниковые крушители» . Журнал «Авиация и космос». 1 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 29 июля 2012 г. Проверено 18 августа 2011 г.

[XEI2N-15] АФП (16 августа 2000 г.). «НАСА надеется, что лазерная метла поможет очистить космический мусор» . www.spacedaily.com . Проверено 10 апреля 2021 г.

[dbk3M-16] « Лазерная метла» будет сметать космический мусор» . Новости ЦБК . 18 августа 2000 г. Проверено 10 апреля 2021 г.

[QPf82-17] «Схема очистки неба от космического мусора» . РИКЕН . 21 апреля 2015 года . Проверено 10 апреля 2021 г.

[jQLtb-18] Эбисузаки, Тошиказу; Куинн, Марк Н.; Вада, Сатоши; Пиотровски, Лех Виктор; Такидзава, Ёсиюки; Казолино, Марко; Бертайна, Марио Э.; Городецкий, Филипп; Паризо, Этьен; Тадзима, Тошики; Сулар, Реми; Муру, Жерар (1 июля 2015 г.). «Демонстрационные проекты по ликвидации космического мусора Международной космической станции» . Акта Астронавтика . 112 : 102–113. Бибкод : 2015AcAau.112..102E . дои : 10.1016/j.actaastro.2015.03.004 . hdl : 2318/1578984 . ISSN 0094-5765 – через Elsevier Science Direct.

[BajWL-19] Акерман, Эван (23 апреля 2015 г.). «Предложение разместит на МКС лазерную пушку для взрыва космического мусора» . IEEE-спектр . Проверено 10 апреля 2021 г.

[DEpka-20] Эсмиллер, Бруно; Жакелар, Кристоф; Экель, Ханс-Альберт; Внук, Эдвин (1 ноября 2014 г.). «Удаление космического мусора наземными лазерами: основные выводы европейского проекта CLEANSPACE» . Прикладная оптика . 53 (31): И45–И54. Бибкод : 2014ApOpt..53I..45E . дои : 10.1364/AO.53.000I45 . ISSN 2155-3165 . ПМИД 25402937 .

[hpYQO-21] «Удаление мелкого мусора с помощью лазерного освещения и дополнительных технологий» . CORDIS-EU Результаты исследования .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]