Космический мусор, который постоянно накапливается в результате деятельности человека в космосе, состоит из искусственных объектов, вращающихся вокруг Земли. Количество объектов почти удвоилось с 2000 по 2014 год, и они стали серьезным препятствием для освоения космоса.
Общая масса космического мусора оценивается примерно в 3000 тонн. Он состоит из заброшенных спутников, корпусов и частей ракет, а также небольших фрагментов, образовавшихся в результате столкновения обломков.Поскольку обломки существуют на разных орбитах, их сложно поймать. Объекты могут столкнуться с космической инфраструктурой, такой как Международная космическая станция (МКС) и активные спутники.
В результате разработка технологии восстановления стала серьезной проблемой.Телескоп EUSO, который будет использоваться для поиска обломков, изначально планировался для обнаружения ультрафиолетового света, излучаемого атмосферными ливнями, создаваемыми космическими лучами сверхвысокой энергии, входящими в атмосферу в ночное время. «Мы поняли, — говорит Тошиказу Эбисудзаки, возглавлявший эту работу, — что можем найти другое применение. В сумерках, благодаря широкому полю зрения и мощной оптике EUSO, мы можем адаптировать его к новой миссии по обнаружению высоких … скорость осколков на орбите около МКС ».
Вторая часть эксперимента, CAN-лазер, изначально разрабатывался для питания ускорителей частиц. Он состоит из пучков оптических волокон, которые действуют согласованно для эффективного генерирования мощных лазерных импульсов. Он обеспечивает как высокую мощность, так и высокую частоту повторения.Новый метод, сочетающий в себе эти два инструмента, позволит отслеживать и сбрасывать с орбиты наиболее опасные космические обломки размером около одного сантиметра.
Интенсивный лазерный луч, сфокусированный на обломках, вызовет высокоскоростную абляцию плазмы, а сила реакции снизит его орбитальную скорость, что приведет к его возвращению в атмосферу Земли.Группа планирует провести на МКС небольшой экспериментальный эксперимент с 20-сантиметровой версией телескопа EUSO и лазером со 100 волокнами. «Если все пойдет хорошо, — говорит Эбисудзаки, — мы планируем установить на МКС полномасштабную версию, включающую трехметровый телескоп и лазер с 10 000 волокон, что даст ей возможность сбрасывать с орбиты обломки с дальностью примерно 100 километров. Заглянув в будущее, мы могли бы создать беспилотный полет и вывести его на полярную орбиту на высоте около 800 километров, где находится самая большая концентрация обломков ».
По словам Эбисудзаки: «Наше предложение радикально отличается от более традиционного подхода, основанного на земле, и мы считаем, что это более управляемый подход, который будет точным, быстрым и дешевым. У нас наконец-то появится способ избавиться от головной боли быстрорастущий космический мусор, который ставит под угрозу космическую деятельность. Мы считаем, что эта специализированная система может удалить большую часть мусора размером сантиметр в течение пяти лет работы ".
Исследование было проведено Тошиказу Эбисудзаки, Сатоши Вада, Лехом Виктором Пиотровски, Ёсиюки Такидзава и Марко Казолино из RIKEN, Тошики Таджимой из Калифорнийского университета в Ирвине, Марком Н. Куинном, Реми Сулардом и Жераром Муру из IZEST EcolePolytechniquet, Philzipkype Goriquet, Philzipkype Goriquet. и Этьен Паризо из лаборатории AstroParticle and Cosmology / University of Paris 7, и Mario Bertaina из Туринского университета.