Kosmiczne śmieci opadają często. Jakie są szanse na zranienie kogoś lub zniszczenie mienia?

Tylko w zeszłym tygodniu widzieliśmy dwa oddzielne przypadki śmieci kosmicznych spadających z powrotem na Ziemię w nieoczekiwanych miejscach.

W sobotę doszło do niekontrolowanego ponownego wejścia chińskiego pocisku Long March 5B nad Malezję. Wczorajsze punkty sprzedaży w niektórych częściach statku kosmicznego poinformowały, że Okazuje się W regionalnej Nowej Południowej Walii – teraz Potwierdzony Być z misji SpaceX Crew-1.

W miarę rozwoju przemysłu kosmicznego można śmiało powiedzieć, że takie wypadki będą częstsze i potencjalnie niebezpieczne. Ale ile dokładnie to ryzyko?

Pędzące ku nam kawałki metalu

Śmieci kosmiczne to pozostałe elementy systemu kosmicznego, które nie są już potrzebne. Może to być satelita, którego żywotność dobiegła końca (jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna) lub części systemu rakietowego, które spełniły swoje zadanie i zostały odrzucone.

CZYTAJ WIĘCEJ: Międzynarodowa Stacja Kosmiczna ma wrócić do domu w ognistym pożarze – a Australia prawdopodobnie będzie miała miejsce w pierwszym rzędzie

Do tej pory Chiny wystrzeliły trzy pociski Long March 5B, z których każdy celowo został pozostawiony na orbicie poza kontrolą. Oznacza to, że nie ma możliwości dowiedzenia się, gdzie wylądują.

W przypadku śmieci SpaceX w Górach Śnieżnych, SpaceX deorbituje części swojej rakiety w kontrolowany sposób i projektuje inne komponenty, aby spłonęły podczas ponownego wchodzenia w ziemską atmosferę. Ale jak widać z najnowszych wiadomości, te rzeczy nie zawsze idą zgodnie z planem.

Jak bardzo niebezpieczne są kosmiczne śmieci?

O ile wiemy, miała go tylko jedna osoba. Lottie Williams, mieszkanka Tulsy w stanie Oklahoma, byłem uderzyć z kawałkiem w 1997. Był mniej więcej wielkości jej dłoni i prawdopodobnie pochodził z pocisku Delta 2. Wziąłem go, zabrałem do domu i zgłosiłem władzom następnego dnia.

Jednak w miarę jak coraz więcej stworzeń wchodzi w kosmos i cofa się w dół, zwiększa się prawdopodobieństwo, że ktoś lub coś zostanie zranione. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku dużych, nieocenzurowanych rzeczy, takich jak Long March 5B.

Wśród trzech razy ten model pocisku został wystrzelony:

Powinienem być zaniepokojony?

Istnieje wiele różnych szacunków prawdopodobieństwa, że ​​ktoś uderzy w kosmiczne śmieci, ale większość z nich jest nieprawidłowa jeden na 10 000 Domena. To jest szansa Który Ktoś jest bity, gdziekolwiek na świecie. Jednak szanse na Specjalny Uderzana osoba (taka jak ty lub ja) w kolejności jeden na bilion.

Za tymi szacunkami kryje się kilka czynników, ale na razie skupmy się tylko na jednym głównym czynniku. Poniższy obraz pokazuje trajektorię orbity ostatniej rakiety Long March 5B-Y3, którą podążała przez ostatnie 24 godziny (różne obiekty obierają różne ścieżki orbitalne), a także miejsce powrotu zaznaczone na czerwono.

Jak widać, rakieta krąży nad Ziemią przez długi czas.

W szczególności na tych orbitach statek spędza około 20% swojego czasu nad Ziemią. Ogólne szacunki mówią nam, że 20% Ziemi jest zamieszkane, co oznacza, że ​​istnieje 4% szans na ponowne wejście do Long March 5B nad zaludnionym obszarem.

To może wydawać się zbyt wysokie. Ale jeśli weźmiesz pod uwagę, ile faktycznie zajmują ludzie „zamieszkałej ziemi”, prawdopodobieństwo obrażeń lub śmierci jest znacznie zmniejszone.

Z drugiej strony szansa na zniszczenie mienia jest większa. Może to być do 1% dla dowolnego zwrotu z Długiego Marca 5B.

Ogólne niebezpieczeństwo stwarzane przez śmieci kosmiczne również wzrośnie wraz z samą liczbą obiektów uwalnianych i powracających do atmosfery. Obecne plany firm i agencji kosmicznych na całym świecie obejmują wiele, wiele startów.

Chińska stacja kosmiczna Tiangong He z powodu Do zakończenia do końca roku. A ostatnio Korea Południowa stał się Siódmy kraj, który wystrzeli satelitę cięższego niż jedna tona — z planami poszukiwany jego sektor kosmicznywraz z Japonia, Rosja, Indie i Zjednoczone Emiraty Arabskie).

Jest bardzo prawdopodobne, że szanse na trafienie tylko wzrosną (ale miejmy nadzieję, że nadal bardzo małe).

Jak możemy się przygotować?

Nasuwają się dwa pytania:

1. Czy możemy spodziewać się ponownego wejścia wraku?
2. Co możemy zrobić, aby zmniejszyć ryzyko?

Zacznijmy od prognoz. Bardzo trudno jest przewidzieć, gdzie obiekt na niekontrolowanej orbicie powróci do ziemskiej atmosfery. Ogólna zasada mówi, że niepewność szacowanego czasu powrotu będzie wynosić od 10% do 20% pozostałego czasu orbitalnego.

Oznacza to, że każda pozycja z oczekiwanym czasem ponownego wejścia w ciągu dziesięciu godzin będzie miała margines niepewności około jednej godziny. Jeśli więc obiekt okrąża Ziemię co 60-90 minut, może wejść praktycznie wszędzie.

Optymalizacja tego marginesu niepewności jest ogromnym wyzwaniem i będzie wymagała dużej ilości badań. Nawet wtedy jest mało prawdopodobne, abyśmy byli w stanie przewidzieć lokalizację ponownego wejścia obiektu z większą dokładnością niż w promieniu 1000 km.

sposoby na zmniejszenie ryzyka

Zmniejszenie ryzyka to wyzwanie, ale istnieją dwie możliwości.

Po pierwsze, wszystkie obiekty wystrzelone na orbitę okołoziemską muszą mieć plan bezpiecznego usunięcia ich z orbity na niezamieszkany obszar. Zwykle jest to SPOUA (South Pacific Uninhabited Area) – znany również jako „cmentarz statków kosmicznych”.

Istnieje również możliwość starannego zaprojektowania komponentów, tak aby rozpadły się całkowicie po ponownym wejściu. Jeśli wszystko spłonie, gdy uderzy w górną atmosferę, nie byłoby większego niebezpieczeństwa.

Istnieją już pewne wytyczne, które wymagają zmniejszenia ryzyka śmieci kosmicznych, takie jak: Zasady przewodnie Organizacji Narodów Zjednoczonych Dla długoterminowej trwałości działań w przestrzeni kosmicznej – ale mechanika tych działań jest nieokreślona.

Co więcej, w jaki sposób te wytyczne są wdrażane na arenie międzynarodowej i kto może je egzekwować? Takie pytania pozostają bez odpowiedzi.

Krótko mówiąc, czy powinieneś się martwić o uderzenie w kosmiczne śmieci? W tym momencie nie. Czy w przyszłości ważne są dalsze badania nad śmieciami kosmicznymi? Zdecydowanie.

Przeczytaj więcej: Nie chodzi o to, jak duży jest twój laser, tylko o to, jak go używasz: Prawo kosmiczne jest ważną częścią walki z kosmicznym śmieciem