Sovjetski Savez je 1957. godine lansirao prvi svemirski Zemljin satelit u svemir, otvarajući tako novu eru u istoriji čovečanstva - eru istraživanja svemira. U proteklih 50 godina od tada, čovjek je u svemir poslao veliki broj satelita, raketa, naučnih stanica. Sve je to dovelo do sustavnog zagađenja svemira oko naše planete. Prema informacijama NASA -e, do jula 2011. godine 16 094 objekta vještačkog porijekla "kružilo" se oko Zemlje, uključujući 3 396 funkcionalnih i već propalih satelita, kao i 12 698 pojačivača, provedenih faza lansirnih vozila i njihovog otpada. U prezentiranom dokumentu se navodi da je po broju objekata vještačkog porijekla na niskoj Zemljinoj orbiti Rusija na prvom mjestu - 6075 objekata, od čega 4667 svemirski otpad, a slijede SAD, Kina, Francuska, Indija i Japan.
Veličina krhotina koje se nalaze u niskoj Zemljinoj orbiti prilično varira, od mikročestica do veličine školskog autobusa. Isto se može reći i za masu ovog smeća. Veliki fragmenti mogu težiti i do 6 tona, dok male čestice teže samo nekoliko grama. Svi se ti objekti kreću u svemiru različitim orbitama i različitim brzinama: od 10 hiljada km / h do 25 hiljada km / h. Štoviše, u slučaju sudara takvih komadića svemirskog otpada međusobno ili sa bilo kojim satelitom koji se kreće u suprotnim smjerovima, njihova brzina može doseći 50 tisuća km / h.
Prema riječima Aleksandra Bagrova, višeg istraživača na Istraživačkom institutu za astronomiju Ruske akademije nauka, danas se pojavljuje paradoksalna situacija. Što više vozila čovječanstvo lansira u svemir, to postaje manje prikladno za upotrebu. Svemirske letjelice svake godine zapadaju sa zavidnom regularnošću, što za posljedicu ima to da se količina krhotina u Zemljinoj orbiti povećava za 4% godišnje. Trenutno se u zemljinoj orbiti rotira do 150 tisuća različitih objekata veličine od 1 do 10 cm, dok su čestice čija je veličina promjera manja od 1 cm jednostavno milijuni. U isto vrijeme, ako u niskim orbitama do 400 km svemirski otpad usporavaju gornji slojevi atmosfere planete i nakon određenog vremena padne na Zemlju, tada može biti u geostacionarnim orbitama beskonačno dugo vrijeme.
Raketni pojačivači, koji se koriste za lansiranje satelita u Zemljinu orbitu, doprinose povećanju svemirskog otpada. Oko 5-10% goriva ostaje u njihovim spremnicima, koji su vrlo hlapljivi i lako se pretvaraju u paru, što često dovodi do prilično snažnih eksplozija. Nakon niza godina u svemiru, raketne faze koje su odslužile vrijeme eksplodiraju u komade, razbacujući oko sebe neku vrstu "gelera" malih fragmenata. U posljednjih nekoliko godina u svemiru blizu Zemlje zabilježene su oko 182 takve eksplozije. Tako je samo jedna eksplozija stepena indijske rakete uzrokovala stvaranje 300 velikih krhotina odjednom, kao i bezbroj manjih, ali ništa manje opasnih svemirskih objekata. Danas svijet već ima prve žrtve svemirskog otpada.
Tako je u julu 1996. na nadmorskoj visini od oko 660 km. francuski satelit sudario se s fragmentom 3. stepena rakete -nosača francuske Arian, koja je lansirana u svemir mnogo ranije. Relativna brzina u trenutku sudara bila je oko 15 km / s ili 50 hiljada km / h. Nepotrebno je reći da su francuski stručnjaci, koji su propustili pristup vlastitom velikom objektu, nakon ove priče dugo grizli laktove. Ovaj incident se nije pretvorio u veliki međunarodni skandal, jer su oba objekta koja se sudaraju u svemiru bili francuskog porijekla.
Zato današnji problem svemirskog otpada ne treba dodatno pretjerivati. Samo trebate imati na umu činjenicu da sadašnjim tempom, u bliskoj budućnosti, značajan dio zemljine orbite neće biti najsigurnije mjesto za svemirske letjelice. Shvativši to, istraživač Jonathan Missel, sa Poljoprivrednog univerziteta u Teksasu, vjeruje da sve postojeće metode čišćenja svemirskog otpada imaju barem jednu od dvije uobičajene bolesti. Oni uključuju ili provođenje misija "Jedan komad svemirskog otpada - jedan čistač" (što je vrlo skupo), ili podrazumijevaju stvaranje tehnologija za čije će fino podešavanje biti potrebno više od deset godina. U međuvremenu, broj žrtava svemirskog otpada samo raste.
Shvativši to, Jonathan Missel predlaže nadogradnju koncepta One Piece of Space Junk - One Scavenger na višekratnu upotrebu. Svemirski čistač TAMU sa satelitom Sling-Sat, koji su on i njegove kolege razvili, opremljen je posebnim prilagodljivim "rukama". Takav satelit, nakon što se približio svemirskim ostacima, hvata ga posebnim manipulatorom. U isto vrijeme, zbog različitih vektora kretanja, Sling-Sat se počinje vrtjeti, ali zahvaljujući podesivom nagibu i dužini "ruku", ovaj manevar je potpuno kontroliran, što omogućava, rotirajući se poput nogometne lopte, smisleno promijeni svoju putanju, šaljući "praćkasti satelit" prema sljedećim komadima svemirskog otpada.
U trenutku kada se satelit nalazi na putanji prema drugom svemirskom objektu, on tokom rotacije oslobađa prvi element svemirskog otpada. Štoviše, to će se dogoditi pod takvim kutom da će uzorak svemirskog otpada zagarantirano upasti u atmosferu naše planete, paleći u njoj. Došavši do drugog objekta svemirskog otpada, ovaj satelit će ponoviti obavljenu operaciju i to će činiti svaki put, primajući dodatni naboj kinetičke energije iz svemirskog otpada i istovremeno ga šaljući natrag na Zemlju na planetu koja je dala ustati na to.
Vrijedi napomenuti da ovaj koncept donekle podsjeća na metodu starogrčkih skakača u dalj, koji su to radili ispuštajući bućice (radi dodatnog ubrzanja). Istina, u ovom konkretnom slučaju, objekti svemirskog otpada će morati biti uhvaćeni i bačeni u hodu, hoće li se TAMU Space Sweeper nositi s tim, otvoreno je pitanje.
Čistač prostora TAMU
Izvršena kompjuterska simulacija pokazuje da predložena shema ima visoku teorijsku efikasnost goriva. I to je razumljivo: u slučaju "sling satelita", energija bi se trebala uzimati iz dijelova satelita i raketa koji su već ubrzani do prve kozmičke brzine, a ne iz goriva koje bi se moralo isporučiti u naše smeće sakupljač sa Zemlje.
Naravno, koncept koji je predstavio Missel ima nekih uskih grla. Vrijedi napomenuti da nijedan komad svemirskog otpada prirodno nije prikladan za zamku manipulatora i, što je najvažnije, za velika ubrzanja tijekom intenzivne rotacije. U slučaju da je komad prevelik i težak, njegova energija tokom rotacije može biti dovoljna da uništi sebe, kao i manipulator. Istovremeno, stvaranje velikog broja drugih umjesto jednog objekta svemirskog otpada vjerojatno neće dovesti do poboljšanja situacije u svemiru na niskim Zemljinim orbitama. U isto vrijeme, naravno, ideja se smatra zanimljivom, au slučaju odgovarajuće tehničke implementacije - djelotvornom.
