Ayın etrafındaki uzay çöpleri hakkında da endişelenmeye başlamanın zamanı geldi

Orası kalabalıklaşıyor. Askeri, ticari ve bilimsel fırlatmalardaki artış, küp uydu fırlatmalarının daha düşük maliyetiyle birleştiğinde, önümüzdeki yıllarda uğraşılacak çok daha fazla uzay çöpü anlamına geliyor. Ve biz sadece alçak Dünya yörüngesinden bahsetmiyoruz; ay ve cis-ay (ay alanına yakın) da meşgul olmak üzere.

Alçak Dünya yörüngesinde (LEO) ne olduğunu takip edip (çoğunlukla) anlarken, Orta ila Yüksek (Jeodurağan/Jeosenkronize GEO) yörüngede ve ötesinde ne olduğunu takip etmekte genellikle başarısız oluyoruz. Önümüzdeki yıllarda yoğun bir yer haline gelmek üzere olan Ay’ın çevresinde ise durum daha da az. Purdue Üniversitesi’nde yakın zamanda yapılan bir araştırma, hafifletme amacıyla ayın etrafındaki uzay enkazını modellemeyi ve izlemeyi amaçlıyor.

Ay uzayındaki enkazın takibi

Carolin Frueh liderliğindeki çalışma, böyle bir görevi gerçekleştirmek için izleme varlıklarına gökyüzünde ay yakınındaki öncelikli alanları ve bölgeleri verecek. Çalışma aynı zamanda yörüngelerin zaman içindeki evrimini modellemek için “dört cisim geometrisi”nin kullanıldığına da işaret ediyor.

Enkaz takibi ve kaçınma, alçak Dünya yörüngesindeki Uluslararası Uzay İstasyonu için zaten sık karşılaşılan bir sorundur. Bu, gelecekteki ay misyonlarının da kabul etmesi gereken bir konudur.

Carolin Frueh (Purdue Üniversitesi) Universe Today’e şunları söyledi: “Şu anda bu (cis-ay) uzayına henüz çok fazla görev yapılmadı.” “Bu açıdan ‘neler olup bittiğini biliyoruz’ ama o bölgede (henüz) gözetleme kurmadığımız için, özellikle o bölgeye gelen derin uzay nesneleri konusunda çok fazla bilgi eksikliğimiz var. enkaz nesneleri açısından.”

Cis-ay uzayında yakın çağrılar

Son olaylar, Ay’ın etrafında işlerin halihazırda ne kadar meşgul olduğunu gösteriyor. 2022’nin başlarında ayın uzak tarafında yakın zamanda meydana gelen Ay roket itici kazası buna bir örnekti. Başlangıçta SpaceX’e ait olduğu düşünülen güçlendiricinin, daha sonra Çin’e ait bir Uzun Yürüyüş roketinin üst kademesi olduğu belirlendi.

Yakın görüşmelerden bahsetmişken, NASA’nın saygıdeğer Ay Yörünge Keşif Aracı (LRO), yakın zamanda Kore Pathfinder Ay Yörünge Aracı’nın (KPLO) ShadowCam aygıtının yalnızca 18 kilometre menzilinden geçerken görüldü.

Dört cisim problemi

Dünya ile ay arasındaki uzay boşluğu çok geniştir. Yaklaşık çeyrek milyon mil çapındaki bu bölge aynı zamanda uzay çöplerini takip etmekle görevli Dünya merkezli radarlar ve teleskoplar tarafından da yeterince denetlenmiyor. Henüz hiçbiri yerinde olmasa da, Dünya’nın (ya da daha iyisi Ay’ın) etrafındaki yörüngede bulunan uzaydaki varlıklar daha iyi bir iş çıkarırdı.

Frueh, “Bir uydu için iki cisim geometrisinden bahsettiğimiz için, Dünya’ya yakın çevreye Dünya hakimdir” diyor. “Jeosenkron bölgenin önemli ölçüde üzerinde, ayın yerçekimi, iki cisimli bir yörüngedeki küçük bir tedirginlikten daha fazlasıdır ve biz üç cisimli geometriden bahsediyoruz. Dört cisimli geometri, örneğin Dünya, Ay ve Dünya ile ilgili olduğunda devreye giriyor. Güneş’in yerçekimsel etkileri Güneş büyük bir yerçekimsel cisim olduğundan, elbette iki cisim ve üç cisim yörüngeleri üzerinde bir tedirginliktir. Dört cisim geometrisi özellikle yakınlardaki nesnelerin olup olmadığını değerlendirmek istediğimizde önemlidir. ve orta vadede cis-ay (Dünya-Ay) bölgesinde kalın ya da o bölgeyi terk edin (ancak çok daha sonra tekrar geri gelebilir).

Frueh, Dünya yörüngesindeki uyduların yakın zamanda parçalanması olaylarını tahmin etmek için ışık eğrilerini kullanıyor. Bu aynı zamanda aya da uygulanabilir.

Frueh, “Kendi çalışmamda, cis-ay bölgesi için elektro-optik (uzay teleskopu) gözetim seçeneklerini değerlendirmek için dört cisim geometrisinden yararlandım” diyor. “Burada astrodinamik açısından üç cisim yaklaşımı yeterince iyi, ancak güneşin aydınlatma koşullarını EO (elektro-optik) sensörler için ihtiyaç duyduğum yaklaşım dahilinde elde etmek için dört cisim geometrisini kullandım.”

Gelecek yoğun bir on yıl

Güneş merkezli yörüngeden geri dönen uzay çöpleri genellikle geçici uydular olarak Ay veya Dünya yörüngesine giriyor. Böyle bir örnek, Apollo 12’den gelen bir güçlendirici olduğu ortaya çıkan J002E3’tü. Bir diğeri ise, daha sonra Çin’in Chang’e-2 misyonunun Uzun Yürüyüş-3C üst aşaması olarak tanımlanan asteroit 2010 QW1’di.

Frueh, “Evet, güneş merkezli nesneler cis-ay bölgesine geri dönebilir” diyor. “Bu nedenle, ‘cis-ay bölgesini terk eden’ imha seçeneklerini değerlendirirken, (çok) daha sonraki bir zamanda geri dönüş dikkate alınmalıdır.”

Önümüzdeki on yılda aya yapılacak görevler arasında mürettebatlı Artemis görevleri de yer alıyor. Sırada gelecek yıl Artemis II’nin aya geçişi ve 2025’te Artemis III’ün aya inişi var. NASA’nın Viper gezgini 2024’te aya gidecek. Astrobotics ve Intuitive Machines bu yılın sonlarına doğru aya inecek. Ayrıca, mürettebatlı Ay Geçidi yörünge karakolunun 2025 sonlarında yapılması planlanıyor.

Tercihen yerinde bir ay izleme ağı aracılığıyla izleme ve tespitin iyileştirilmesi çok önemlidir. Frueh, “Cis-ay bölgesi için kapsamlı bir gözetimin oluşturulması şu anda çok aktif bir araştırma ve geliştirme alanıdır” diyor.

Artemis Anlaşmalarına Girin

Artemis Anlaşmaları imzalanmış 2020’de 29 ülke tarafından hazırlanan bu proje, büyüyen uzay enkazı sorunuyla mücadele ihtiyacını doğrudan ele alıyor.

Birçok uluslararası kuruluş da “ay ekonomisinin” büyümesi üzerine bahis oynuyor. Bu, önümüzdeki yıllarda Ay trafiğinin iş yükünü artıracak. Pek çok şirket hem ekonomik hem de bilimsel kaynaklar için aydan yararlanmayı bekliyor. Bu amaçla Avrupa Uzay Ajansı (ESA) da ay çevresinde bağımsız bir iletişim ağı olan Moonlight’ı kurmayı planlıyor. Üç ila dört uydudan oluşan bu ağ (artı yörüngedeki yedekler) 2025 gibi erken bir tarihte devreye girecek.

İnsanlar önümüzdeki on yılda büyük ölçüde aya dönerken, bunu doğru yapmak ve ayın etrafındaki enkazı kontrol altında tutmak için tek şansımız olacak.