Блог

Jul 08, 2023

Космические притягивающие лучи, возможно, не являются предметом научных исследований

1 июня 2023 г. Эта статья

1 июня 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

надежный источник

корректура

Дэниел Стрейн, Университет Колорадо в Боулдере

10 февраля 2009 года катастрофа произошла в сотнях миль над Сибирским полуостровом. В тот вечер несуществующий российский спутник, находившийся на орбите Земли, врезался в спутник связи под названием «Иридиум 33», движущийся со скоростью тысячи миль в час. Оба космических корабля разразились дождём шрапнели, разбросав по всему земному шару более 1800 кусков обломков.

Ни один другой космический корабль (или люди) не пострадал, но для многих аэрокосмических инженеров это событие стало знаком грядущих перемен. Казалось, в космосе становилось тесно.

По оценкам НАСА, в настоящее время в космосе кружится около 23 000 кусков мусора размером с мяч для софтбола или больше. Весь этот мусор означает, что с каждым годом становится все более вероятным еще одно столкновение, подобное тому, которое уничтожило Иридиум 33, — только на этот раз последствия могут быть намного хуже.

«Проблема с космическим мусором заключается в том, что после столкновения вы создаете еще больше космического мусора», — сказал Джулиан Хаммерл, аспирант аэрокосмических наук в Калифорнийском университете в Боулдере. «У вас повышенная вероятность вызвать еще одно столкновение, которое создаст еще больше мусора. Возникает каскадный эффект».

У Хаммерла и команды под руководством профессора Ханспетера Шауба есть план, как остановить эти каскады до того, как они начнутся. Исследователи опираются на один из старейших образов научной фантастики: притягивающие лучи, подобные тем, которые звездолет «Энтерпрайз» использует для безопасного перемещения астероидов с пути.

Представьте себе следующее: в не столь отдаленном будущем флот небольших космических кораблей сможет проноситься вокруг Земли, встречаясь с кусками мертвого металла на геостационарной орбите вокруг планеты. Затем, используя устройства, называемые «электронными лучами», эти космические мусоровозы будут медленно вывозить этот мусор в безопасное место, даже не прикасаясь к нему, — и все это за счет той же физики, которая заставляет ваши носки прилипать к штанам в сушилке.

«Мы создаем электростатическую силу притяжения или отталкивания», — сказал Шауб, председатель факультета аэрокосмических инженерных наук Энн и Х. Дж. Смид. «Он похож на притягивающий луч, который вы видите в «Звездном пути», хотя и не такой мощный».

Во-первых, Шауб и его коллеги должны решить ряд задач, которые они описали в многочисленных недавних исследованиях. Исследователи, например, используют новую установку для воспроизведения удивительно сложной среды вокруг Земли. Они также нацелились на то, как притягивающие лучи смогут когда-нибудь удалять мусор из области космоса между Землей и Луной.

«Прикасаться к вещам в космосе очень опасно. Объекты движутся очень быстро и часто непредсказуемо», — сказала Кейли Чемпион, аспирантка, работающая с Шаубом. «Это может открыть множество более безопасных возможностей для обслуживания космических кораблей».

Чемпион и ее коллеги-исследователи сейчас исследуют эти возможности из лаборатории с видом на Флэтайронс в Восточном кампусе университета.

Несколько студентов группируются вокруг цилиндра размером примерно с бочку из-под виски. Он сделан из толстого слоя нержавеющей стали с несколькими иллюминаторами, через которые можно заглянуть внутрь. Эта вакуумная камера, получившая название «Лаборатория электростатического заряда для взаимодействия плазмы с космическими аппаратами» (ECLIPS), сейчас открыта на ее базе. Но под шум мотора цилиндр медленно опускается вниз, пока не защелкнется.

Вскоре насос начнет разгерметизировать камеру. Примерно через день внутри не останется воздуха — небольшой карман прямо посреди Боулдера. Шауб и его команда сами спроектировали камеру, и она не похожа ни на один другой исследовательский центр в стране.