Sıfır uzay kalıntılarına ulaşmak için ne gerekiyor?

Uzay kalıntıları sorunu kendini çözmez. Uzaya daha fazla roket ve yük piyasaya sürmeye devam ederken, kutuları yıllardır yola koyuyoruz. Son birkaç yılda, kuruluşlar – özellikle Avrupa Uzay Derneği – sorunu daha ciddiye almaya başladı.

Şimdi bu soruyu soruyorlar: Sıfır uzay kalıntılarına ulaşmak için ne gerekiyor?

İlk bakışta, gerçek dışı görünebilir, belki naif olabilir. Milyarlarca uzay ıstırap yörüngesinde yer alan uzay parçası var ve bu parçaların 25.000’den fazlası 10 cm’den daha büyük. Küçük olmasına rağmen, bu parçalar hızlı seyahat ediyor ve uyduları veya uzay istasyonlarını etkilerken önemli hasara neden olabilir. Tüm bu kalıntılardan kurtulmak için ne gerekecek?

ESA “Sıfır Enkaz Teknik Kitapçığı“Sıfır bir Debris geleceğine yönelik zorlukları açıklamak ve oraya ulaşmak için çözümler önermek için. Kitapçığın gelişimi, sıfır Debris topluluğunun üyeleri tarafından sıfır enkaz tüzüğünün imzalanmasını izliyor.

Raporda, “Son yıllarda uzay enkazlarının azaltılması için çeşitli girişimlere ve kamu bilincinde mütevazı iyileştirmelere rağmen, tüm uzay paydaşlarından enkazları önlemek, azaltmak ve iyileştirmek için daha iddialı eyleme ihtiyaç duyulduğuna dair genel bir fikir birliği var.”

Raporda Birleşmiş Milletler Komitesi’nin uzayda barışçıl kullanımları hakkında uzay faaliyetlerinin uzun vadeli sürdürülebilirliği için yönergeler Alana erişimin enkaz tarafından nasıl engellendiğini özetler.

Kitapçık, sıfır enkaz hedeflerini tanımlar ve kuruluşların bunlara ulaşmasına yardımcı olabilecek “teknik ihtiyaçlar, çözümler ve temel etkinleştiriciler” sunar.

Bariz ilk adım daha fazla enkaz oluşturmayı durdurmaktır.

Enkazın kasıtsız salınımından kaçınmakla başlar. Uzay ortamına maruz kalmak, görevler sırasında ve bitiş tarihlerinin ötesinde malzemeleri bozabilir ve kasıtsız etkiler de enkazları serbest bırakabilir. Kitapçık, “Malzemelerin uzun süreli bozulmasını önleyen çok katmanlı yalıtım ve kaplama teknolojilerinin geliştirilmesi” ve etkilere direnebilecek malzemeler için benzer gelişmeleri desteklemektedir. Geliştirilmiş izleme, simülasyonlar ve testler oraya gelmemize yardımcı olabilir.

Kitapçık ayrıca farklı tahrik teknolojilerine olan ihtiyacı gösteriyor. Bazı tahrik teknolojileri muazzam miktarlarda küçük parçacıklar serbest bırakır. Kitapçık, elektromanyetik tethers, momentum transfer teterleri ve sürükleme veya güneş radyasyon basıncı büyütme cihazları gibi şeylere dayanan alternatif tahrik sistemlerinin geliştirilmesini teşvik etmektedir.

Kitapçık ayrıca uzay trafiği gözetimi ve koordinasyonunun (STC) sorunun çözülmesine nasıl yardımcı olabileceğine dikkat çekiyor. “Geliştirilmiş STC, çarpışmaları önlemeye ve gereksiz çarpışmadan kaçınma manevralarının ortaya çıkmasını azaltmaya yardımcı olacaktır.”

Bu, teknolojik bir çözüm gerektirecektir, ancak farklı uzay ajansları da bilgileri paylaşmak zorunda kalacak, bu da bazılarının diğerlerinden daha isteksiz olacağı. Teknik kitapçık, bunun gerçekleşmesi için standartlaştırılmış yönergelerin geliştirilmesi ve benimsenmesi gerektiğini açıklamaktadır.

Mevcut enkaz için tek çözüm çıkarma. Kitapçık, “Her ne sebeple olursa olsun kendilerini yörüngedemeyen uzay nesneleri için, bu nesneleri yörüngeden kaldırmak için dış araçlar kullanılabilir.”

Bu, bunları ortadan kaldırmanın en iyi yolunu belirlemek için geçersiz uyduları değerlendirmekle başlar. Yetersiz yöntemler nedeniyle ayrılma riski altında mı? Değerlendirildikten sonra, bunları kaldırmak için güvenilir ve yapılandırılabilir yöntemler geliştirmemiz gerekir. Bu, farklı alanlara yönelik uluslar arasındaki iletişim gibi teknolojik bir yaklaşıma ihtiyaç duyulacak.

Kitapçık bunun “farklı yörünge bölgeleri (örn. Leo, Meo, Geo), farklı bertaraf stratejileri için (örn., Kontrollü, kontrolsüz yeniden giriş, mezarlık yörüngesine yörünge transferi) ve kolay evlat edinme göz önünde bulundurularak, “diye açıklıyor kitapçık.

Yoksu-orbing sistemleri, 2016 yılında piyasaya sürüldü ve yılda 20/km’lik bir bozunma oranı elde edildi ve deneysel Kanada Gelişmiş Nanospace Experiment-7 (Canx-7.) Gibi konuşlandırılabilir güneş yelkenleri kadar basit olabilir.

Canx-7 ve diğer benzer sistemler pasif olsa da, aktif enkaz çıkarma (ADR) için tasarımlar da vardır.

Bir ADR sistemi ClearSpace-1’dir. Proba-1 adı verilen bir yaşam sonu uydusunu düzenleme, yakalama ve ortadan kaldırma teknolojileri gösterecektir. Yakalamadan sonra, hem Clearspace-1 hem de Proba-1, Dünya’nın atmosferine düşecek ve yok edilecektir.

Uydular ve uzaydaki diğer nesneler arasında çarpışma riskini tahmin etmek ve bunlardan kaçınmak da kitapçığın bir parçasıdır. Kitapçık, “Artan enkaz miktarı ve yörüngedeki çarpışmalarla ilişkili risk, operatörlerin çarpışma kaçınma manevralarını gerçekleştirmesi için sürekli artan bir ihtiyaca yol açıyor.” Bu, tasarım aşamasında kısmen ele alınabilir, ancak kaçınılmaz olarak koordinasyon gerektirir.

Yine, kitapçık ajanslar arasında daha fazla işbirliği gerektiriyor. Çaba, çarpışma değerlendirmeleri ve “çoklu sağlayıcıdan çarpışma riski değerlendirmelerini entegre etme yöntemleri” için standart bir dizi yönergeye ihtiyaç duyar.

Teknoloji söz konusu olduğunda, çarpışmadan kaçınma ve tahmin, makine öğrenme algoritmalarının geliştirilmesinden, optik ve radyo izleme yardımcılarının geliştirilmesinden ve alımından ve ek gelişmelerin daha uzun bir listesinden de yararlanacaktır.

Teknik kitapçık sorunumuzu özetler: Uzay kalıntıları tehlikeleri değerlendirmek, tehlikeleri önlemek ve tehlikeleri kaldırmak için standartlaştırılmış yöntemler gerektirir. Uzay kalıntıları problemini ele almak için gereken teknoloji henüz kapsamlı bir şekilde geliştirilmiş olsa da, bunun olacağından şüphe yok. Bununla birlikte, gerekli teknolojiler uzay enkaz problemini çözmek için en büyük engel olmayabilir. Kritik kısım işbirliğidir.

İşbirliği olmadan, sorun asla tam olarak çözülmeyecektir. Ancak, işbirliği yetersiz olabilir. Türlerimiz en azından kısmen internecine kavgalarımız ve müştereklerin trajedisi tarafından tanımlanmıştır. Farklı ülkelerin farklı ideolojileri, siyaseti ve liderliği vardır. Putin yönetimindeki Rusya’nın uzay kalıntılarını azaltmak için işbirlikçi bir çabaya katıldığını hayal edebilir miyiz? Peki ya Çin? Kuzey Kore? İran?

Daha da kötüsü, bazı uluslar aktif olarak daha fazla enkaz yaratıyor. 2007 yılında Çin, geçersiz bir uyduyu yok eden ve büyük miktarda enkaz yaratan bir-uydu karşıtı füze testi gerçekleştirdi. 2017’de Rusya da aynısını yaptı. Hindistan, 2019’da benzer bir test gerçekleştirdi, ancak enkazın Dünya atmosferinde hızla yanacağını iddia ediyorlar. Ancak ABD Stratejik Komutanlığı, enkazın Hindistan’ın iddia ettiğinden daha uzun süre uzayda kaldığını söyledi.

Gezegenin uluslarının ve uzay ajanslarının yakın zamanda işbirliği yapması muhtemel görünmüyor ve bir zamanlar güvenilir birleşik Devletler bile yeni liderliği altında artan işbirliğinden kaçınabilir. Kim bilir?

Ancak iklim değişikliği ve bir dizi başka problemde olduğu gibi, sadece işbirliği yoluyla uzay enkaz problemini çözebiliriz.

ESA, sorunun teknik zorluklarını ve çözümlerini özetlediği için krediyi hak ediyor. Gerekçelse de, bu kolay kısım olabilir.

Çabayı engelleyen siyasetimiz.