Sovjetski Savez je 1957. godine lansirao prvi svemirski Zemljin satelit u svemir, čime je otvorilo novo doba u povijesti čovječanstva - doba istraživanja svemira. U proteklih 50 godina od tada je čovjek u svemir poslao ogromnu raznolikost satelita, raketa, znanstvenih postaja. Sve je to dovelo do sustavnog zagađenja svemira oko našeg planeta. Prema informacijama NASA -e, do srpnja 2011. godine oko Zemlje se "vrtjelo" 16 094 objekta umjetnog podrijetla, uključujući 3 396 funkcionalnih i već propalih satelita, kao i 12 698 pojačivača, provedenih faza lansirnih vozila i njihovih krhotina. U prezentiranom dokumentu se navodi da je po broju objekata umjetnog podrijetla u niskoj Zemljinoj orbiti na prvom mjestu Rusija - 6075 objekata, od čega 4667 svemirski otpad, a slijede SAD, Kina, Francuska, Indija i Japan.
Veličina krhotina koje se nalaze u orbiti niske Zemlje prilično se razlikuje, od mikročestica do veličine školskog autobusa. Isto se može reći i za masu ovog smeća. Veliki ulomci 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 tisuća km / h do 25 tisuća km / h. Štoviše, u slučaju sudara takvih komada 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 znanosti, danas se javlja paradoksalna situacija. Što više ljudi čovječanstvo lansira u svemir, to postaje manje prikladno za upotrebu. Svemirske letjelice svake godine zapadaju sa zavidnom pravilnošću, što za posljedicu ima to da se količina krhotina u Zemljinoj orbiti godišnje povećava za 4%. Trenutno se u zemljinoj orbiti rotira do 150 tisuća različitih objekata veličine od 1 do 10 cm, dok su čestice, čija je promjera manja od 1 cm, jednostavno milijuni. Istodobno, ako u niskim orbitama do 400 km svemirski otpad usporavaju gornji slojevi atmosfere planeta 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 komadiće, raspršujući oko sebe svojevrsne "gelere" malih fragmenata. U posljednjih nekoliko godina u svemiru blizu Zemlje zabilježene su oko 182 takve eksplozije. Tako je samo jedna eksplozija stupnja indijske rakete uzrokovala nastanak 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 srpnju 1996. na nadmorskoj visini od oko 660 km. francuski satelit sudario se s ulomkom 3. stupnja rakete -nosača francuske Arian, koja je lansirana u svemir mnogo ranije. Relativna brzina u trenutku sudara bila je oko 15 km / s ili 50 tisuća km / h. Ne treba ni spominjati da su francuski stručnjaci, kojima je promakao pristup vlastitom velikom objektu, nakon ove priče dugo grizli laktove. Ovaj incident nije se pretvorio u veliki međunarodni skandal, budući da su oba objekta koja se sudaraju u svemiru bili francuskog podrijetla.
Zato danas problem svemirskog otpada ne treba dodatno pretjerivati. Trebate samo imati na umu činjenicu da sadašnjim tempom, u bliskoj budućnosti, značajan dio zemljine orbite neće biti najsigurnije mjesto za letjelice. Shvativši to, istraživač Jonathan Missel s Poljoprivrednog sveučilišta 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 usklađivanje trebati više od desetljeća. 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. Istodobno, zbog različitih vektora kretanja, Sling-Sat se počinje vrtjeti, ali zahvaljujući podesivom nagibu i duljini "ruku", ovaj je manevar potpuno kontroliran, što omogućuje, rotirajući se poput nogometne lopte, smisleno promijeniti vlastitu putanju, šaljući "sling satelit" prema sljedećim komadima svemirskog otpada.
U trenutku kada se satelit nalazi na putanji prema drugom svemirskom objektu, on tijekom rotacije oslobađa prvi element svemirskog otpada. Štoviše, to će se dogoditi pod takvim kutom da će uzorak svemirskog otpada zajamčeno upasti u atmosferu našeg planeta, paleći u njemu. 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 planet koji je dao ustati na to.
Vrijedi napomenuti da ovaj koncept donekle podsjeća na metodu starogrčkih skakača u dalj, koji su to učinili ispuštanjem bučica (radi dodatnog ubrzanja). Istina, u ovom konkretnom slučaju, svemirski otpad morat će se hvatati i bacati u hodu, hoće li se TAMU Space Sweeper nositi s tim otvoreno je pitanje.
Čistač svemira TAMU
Provedena računalna simulacija pokazuje da predložena shema ima visoku teorijsku učinkovitost goriva. I to je razumljivo: u slučaju "sling satelita", energija bi se trebala uzimati iz komada 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 niti jedan komad svemirskog otpada prirodno nije prikladan za zamku manipulatora i, što je najvažnije, za velika ubrzanja tijekom intenzivnog okretanja. U slučaju da je komad prevelik i težak, njegova energija tijekom rotacije može biti dovoljna da se uništi, kao i manipulator. Istodobno, stvaranje velikog broja drugih umjesto jednog objekta svemirskog otpada vjerojatno neće dovesti do poboljšanja situacije u svemiru na niskim Zemljinim orbitama. Istodobno, naravno, ideja se smatra zanimljivom, au slučaju odgovarajuće tehničke provedbe - učinkovitom.
