Előadás az űrszemét témában. Űrtörmelék Az űrtörmelék minden olyan mesterséges tárgyra és töredékére vonatkozik, amely már hibás, nem működik és soha nem is fog

Űrtörmelék Az űrtörmelék minden olyan mesterséges objektumra és töredékére vonatkozik, amely már hibás, nem működik, és soha többé nem lesz képes semmilyen hasznos célt szolgálni, de veszélyes tényező, amely befolyásolja a működő űrjárműveket, különösen a személyzettel rendelkezőket. Bizonyos esetekben a nagyméretű, vagy a fedélzeten veszélyes (nukleáris, mérgező stb.) anyagokat tartalmazó űrszemét objektumok a Föld légkörének sűrű rétegein való áthaladásuk esetén közvetlen veszélyt jelenthetnek rájuk ellenőrizetlen deorbitálásuk, nem teljes égésük esetén. és a lakott területekre hulló törmelék, ipari létesítmények, közlekedési kommunikáció stb.

A Föld-közeli űr „űrtörmelékkel” való szennyeződésének problémája, mint tisztán elméleti probléma, lényegében közvetlenül az első mesterséges földi műholdak felbocsátása után merült fel az ötvenes évek végén. Nemzetközi szinten az ENSZ főtitkárának „Az űrtevékenység hatása a környezetre” című, 1993. december 10-i jelentése után kapott hivatalos státuszt, ahol külön kiemelték, hogy a probléma nemzetközi, globális jellegű: nem a nemzeti földközeli tér szennyeződése, hanem a Föld világűrének szennyeződése van, ami egyformán negatívan érinti a fejlesztésében közvetlenül vagy közvetve érintett valamennyi országot.

Az űrszemét jellemzői Jelenleg különböző becslések szerint akár 5000 tonna ember alkotta tárgy található az alacsony földi pályák (LEO) övezetében, körülbelül 2000 km-es magasságig. A statisztikai becslések alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az ilyen jellegű (1 cm-nél nagyobb átmérőjű) objektumok teljes száma meglehetősen bizonytalan, és ezeknek csak mintegy 10%-át (kb. 8600 objektum) észlelik, követik nyomon és földi radarral és optikai eszközökkel katalogizálják, és a megfigyelt objektumok csak körülbelül 6%-a aktív. Az objektumok mintegy 22%-a már nem üzemképes, 17%-a a hordozórakéta felső és felső szakasza, mintegy 55%-a pedig hulladék, kilövésekhez kapcsolódó technológiai elemek, robbanásokból és széttöredezésekből származó törmelék. A legtöbb ilyen objektum nagy dőlésszögű pályán van, amelyek síkjai metszik egymást, így kölcsönös áthaladásának átlagos relatív sebessége körülbelül 10 km/s. A rendelkezésre álló hatalmas mennyiségű kinetikus energia miatt ezen objektumok bármelyikének ütközése egy működő űrhajóval károsíthatja vagy akár ellehetetlenítheti azt. Gyakorlatilag nincsenek hatékony intézkedések az 1 cm-nél nagyobb átmérőjű űrszemét tárgyak elleni védekezésre. A Föld körüli pálya legeltömődöttebb területei azok, amelyeket leggyakrabban űrhajók műveleteihez használnak. Ezek a LEO, a geostacionárius pálya (GSO) és a napszinkron pályák (SSO). Hozzájárulás az űrszemét keletkezéséhez országok szerint: Kína 40%; USA 27,5%; Oroszország 25,5%; más országok 7%.

A törmelék tisztításának és megsemmisítésének módszerei * A NEO környezeti monitorozása, beleértve a geostacionárius pálya (GEO) régiót: „űrtörmelék” megfigyelése és „űrtörmelék” objektumok katalógusának vezetése. * „Űrtörmelék” matematikai modellezése és nemzetközi információs rendszerek létrehozása az űrhajó szennyezettségének és űrrepülési veszélyének előrejelzésére, valamint információs támogatás az űrjárművek veszélyes közeledésének és ellenőrizetlen bejutásának a sűrű rétegeibe való eseményeire. az atmoszféra. * Olyan módszerek és eszközök kidolgozása, amelyek megvédik az űrjárműveket az „űrszemét” nagy sebességű részecskéitől. * A hulladékterület szennyezettségének csökkentését célzó intézkedések kidolgozása és végrehajtása.

Nemzetközi együttműködés Általánosságban elmondható, hogy az űrszemét problémájának, mint minden összetett és sürgető problémának, több dimenziója van: tudományos, műszaki, jogi, környezetvédelmi stb. Annak ellenére, hogy ez a téma számos nemzeti kutatóközpont, űrügynökség és változó mélységgel rendszeresen megvitatják a nemzetközi szervezetek számos bizottsága és bizottsága, mint például a Nemzetközi Asztronautikai Szövetség (IAF), a Tudományos Szakszervezetek Nemzetközi Tanácsának Űrkutatási Bizottsága (COSPAR), a Nemzetközi Távközlési Unió (ITU), Nemzetközi Űrjogi Intézet (ICJ) és mások, bemutatják, hogy a közelmúltban két nemzetközi szervezet közös, összehangolt tevékenysége a probléma „műszaki” és „politikai-jogi” dimenziójában minőségileg új szintre emelte annak megértését. Ezek az ügynökségek közötti űrszemét-koordinációs bizottság (IADC) és az ENSZ világűr békés célú felhasználásával foglalkozó bizottságának tudományos és műszaki albizottsága.

Űrhajók törmelékkel való ütközésének esetei 1983-ban egy kis homokszem (kevesebb, mint 1 mm átmérőjű) komoly repedést hagyott az űrsikló ablakán. 1996 júliusában, mintegy 660 km-es magasságban, egy francia műhold ütközött a francia Arian rakéta harmadik fokozatának töredékével. 2001-ben az ISS majdnem nekiütközött egy hét kilogrammos eszköznek, amelyet az amerikai űrhajósok veszítettek el , 2006, 03:41 (MSK) „Express-AM11” műholdbaleset történt: külső behatás következtében a hőszabályozó rendszer folyadékköre nyomásmentes; az űrhajó jelentős dinamikus impulzust kapott, elvesztette a tájékozódást az űrben, és ellenőrizetlen forgásba kezdett. Az előzetes adatok szerint a balesetet „űrszemét” okozta. A bizottság megállapításai megerősítették a történtek első változatát 2009. február 10-én az Iridium amerikai műholdas kommunikációs vállalat 1997-ben pályára állított kereskedelmi műholdja ütközött az 1993-ban felbocsátott és leszerelt orosz Kosmos-2251 kommunikációs műholddal. Amikor egy műhold törmelékkel ütközik, gyakran új törmelék keletkezik (az úgynevezett Kessler-szindróma), ami a jövőben az űrszemét ellenőrizetlen növekedéséhez vezethet.

A legfontosabb események, amelyek növelték az űrszennyezést: egy műholdellenes rakéta kínai tesztje 2007 januárjában. 865 km-es magasságban egy kínai rakéta megsemmisítette a szolgálaton kívüli kínai Fengyun műholdat, és ütközési pályán nekiütközött. Ennek eredményeként több mint 2000 új, több centiméteres vagy nagyobb méretű töredék jelent meg, vagyis a világűr szennyezettsége azonnal 22%-kal nőtt.[szerkesztés] Egy hibás műhold megszüntetése az Egyesült Államok által Fő cikk: USA 2008. február, 250 km-es magasságban egy SM-3 rakéta megsemmisített egy hibás kémműholdat, tartályaiban körülbelül 400 kg mérgező hidrazinnal (és a minősítés feloldásának veszélye miatt is). Alacsony tengerszint feletti magassága miatt a legtöbb töredék valószínűleg viszonylag gyorsan kerül a légkörbe.[szerkesztés] Orosz és amerikai műholdak ütközése Fő cikk: A Kosmos-2251 és az Iridium 333 műholdak ütközése 2009. február 10-én, egy magasságban Szibéria északi része felett mintegy 790 kilométerrel az elsőt két mesterséges műhold ütközésének esetét rögzítették az űrben. Az 1993-ban felbocsátott és leszerelt Kosmos 2251 kommunikációs műhold ütközött az Iridium amerikai műholdas kommunikációs cég kereskedelmi műholdjával. Az ütközés során mintegy 600 darab törmelék keletkezett, amelyek nagy része ugyanazon a pályán marad.

2. dia

Az űrtörmelék minden olyan mesterséges objektumot és töredékét jelenti az űrben, amely már eleve hibás, nem működik és soha többé nem lesz képes semmilyen hasznos célt szolgálni, de veszélyes tényező a működő űrjárművekre, különösen a személyzettel rendelkezőkre. Bizonyos esetekben a nagyméretű, vagy veszélyes (nukleáris, mérgező, stb.) anyagokat tartalmazó űrszemét tárgyak közvetlen veszélyt jelenthetnek a Földre - ellenőrizetlen deorbitálásuk, tökéletlen égésük esetén, ha áthaladnak a fedélzet sűrű rétegein. A Föld légköre és a lakott területekre kihulló törmelék, ipari létesítmények, közlekedési kommunikáció stb.

3. dia

A törmelék eloszlásának modellje a Föld-közeli térben

4. dia

Jelenleg az alacsony Föld körüli pályák (LEO) övezetében, körülbelül 2000 km-es magasságig, különböző becslések szerint körülbelül 300 ezer ember alkotta tárgy található, amelyek össztömege eléri az 5000 tonnát. Ezeknek csak mintegy 10%-a (körülbelül 8600 objektum) észlelhető, nyomon követhető és katalogizálva földi radarral és optikai eszközökkel, és a követett objektumok csak mintegy 6%-a aktív. A létesítmények mintegy 22%-a beszüntette a működését, 17%-a a hordozórakéták elhasznált felső és felső szakasza, mintegy 55%-a pedig hulladék, kilövésekhez kapcsolódó technológiai elemek, robbanásokból és széttöredezésekből származó törmelék. A Föld körüli pálya legeltömődöttebb területei azok, amelyeket leggyakrabban űrhajók műveleteihez használnak. Hozzájárulás az űrszemét keletkezéséhez országok szerint: Kína – 40%; USA - 27,5%; Oroszország - 25,5%; más országok - 7%.

5. dia

A törmelék tisztításának és megsemmisítésének módszerei Jelenleg nem léteznek gyakorlati módszerek a törmelékek világűrből való eltávolítására, bár a törmelék jelenléte veszélyes következményekkel jár, és ráadásul fokozódik. A nemzetközi együttműködés a következő módon nyújt megoldást erre a problémára. Először is biztosítják a Föld-közeli tér környezeti megfigyelését és az objektumok katalógusának karbantartását. Ugyanakkor nehézséget okoz az apró törmelékdarabok nyomon követése is, amelyek méretük ellenére károsíthatják az űrberendezéseket. Másodszor, tájékoztatást nyújtanak az űrobjektum-szennyeződés (OSC) előrejelzéséről és annak űrrepülésekre gyakorolt ​​veszélyéről. Harmadszor, eljárásokat és eszközöket fejlesztenek ki az űrjárműveknek az űrhulladék hatásaitól való védelmére. Intézkedések kidolgozása és végrehajtása is folyamatban van a hulladékterület szennyezettségének csökkentésére.

6. dia

Az űrszemét veszélye A „haszontalan” tárgyak világűrben való léte meglehetősen súlyos és veszélyes következményekkel jár. A veszély a működő űrhajókra gyakorolt ​​hatásukban rejlik. A „haszontalan” törmelék szabad repülési sebessége meglehetősen magas, és űrhajókkal való ütközés esetén fennáll a veszélye, hogy ezek az eszközök megsérülnek, sőt meghibásodnak. Ezenkívül az „űrtörmelék” tömörítése az alacsony pályán és a légköri térben akadályozza a levegőben lévő tárgyak biztonságos repülését, ami végső soron egy személy halálához vezethet. Nem zárható ki az űrszemét negatív hatása a Földre. Amikor elhagyják a pályát, fennáll annak a veszélye, hogy az űrszemét áthalad a légkör rétegein, és eltalálja a földfelszínt, különösen a lakott területeken.

Az összes dia megtekintése

1. dia

Ökológia

Űrtörmelék

Khazeeva Guzel 84. számú MAOU Tatár Gimnázium 11.b osztályos tanulója végezte

2. dia

Mi a környezetszennyezés?

A szennyezés a környezet negatív megváltoztatásának folyamata az élő szervezetek életét veszélyeztető anyagokkal való mérgezés révén.

4. dia

A szennyezés típusai

Biológiai Mikrobiológiai Mechanikai - kémiailag inert hulladékkal való szennyezés, utak taposása és egyéb mechanikai hatások a környezetre. Űrszemétszennyezés Vegyi anyagok – a szennyező anyagok káros kémiai vegyületek. Aeroszol szennyezés - aeroszol szennyező anyag (kis részecskék rendszere)

6. dia

Fizikai termikus - a környezet fűtése. Fény - túlzott megvilágítás. Zaj Elektromágneses radioaktív Vizuális szennyezés – a természeti tájak épületek, szemét, repülőgép-csóva által okozott károk

7. dia

Az űrtörmelék minden olyan mesterséges tárgy és töredéke a térben, amely hibás, nem működik és soha nem lesz képes hasznos célokat szolgálni, de veszélyes hatástényező.

9. dia

Űrszemét

Az űrszemét a felelős az űrszennyezésért. Ezt mondja az ESA – az Európai Űrügynökség. Az ESA fényképein egy sűrű felhő van a bolygó körül – annak a maradványai, amit az elmúlt 50 évben sikerült elindítaniuk.

10. dia

Az égbolt rendkívül drága eszközök óriási szemétdombává változik

A „szemét” szót nem kell szó szerint érteni: egy ritka kilogramm orbitális ón kevesebb, mint százezer dollárba került – ezek meghibásodott műholdak, rakétaszínpadok és egyszerűen elveszett műszerek.

11. dia

A törmelék eloszlása ​​a Föld-közeli térben

12. dia

Az űrszemét objektumok közvetlen veszélyt jelenthetnek a Földre – ha nem irányítják őket a pályáról, akkor a Föld légkörének sűrű rétegein áthaladva nem teljes az égés, és a törmelék a lakott területekre hullik.

13. dia

Ennyit nyom az űrben lévő nagy törmelék (NASA 2006)

A maximális részecskeméret, amellyel az ISS ellenáll az ütközésnek

Átlagos sebesség, amellyel törmelék ütközik az űrben

Ezen a magasságon a műholdak és a rakéták szétesnek

Annak a pályának a magassága, amelyről az űrhulladékok legkorábban 100 év múlva kezdenek hullani

14. dia

Törmelék a pályán

A pályán lévő törmelék gonosz idegenekhez illően viselkedik. Először is agresszíven mozog. A légkörön kívül minden anya páncéltörő lövedékké változik, mert a rakéta sebességével repül, amelyről leesett, és nincs hová leesni - súlytalanság. Az ingaablakokat a porszemcsékkel való találkozás után cserélik: centiméter mély krátereket hagynak az edzett üvegben.

15. dia

A 100 tonnás űrállomás, az ISS amerikai elődje a Földre hulló űrszemét legveszélyesebb esetével hozható összefüggésbe. A Skylabot 1979-ben szándékozták leállítani, de ez nem sikerült ellenőrzött módon. Az állomás összeomlott az Indiai-óceán felett, és a törmelékcsóva érintette Ausztráliát.

16. dia

17. dia

Atomcseppek

A szovjet RORSAT műholdakon (1967-1988) egy teljes értékű atomreaktor volt a fedélzeten. A reaktorok mögött a NASA fagyasztott hűtőfolyadék - radioaktív nátrium-kálium ötvözet - cseppekből álló csóvát fedezett fel. Összesen 110-115 ezer ilyen, legfeljebb 5 centiméter átmérőjű cseppet számoltak a szakértők a mintegy 900 kilométeres magasságban közlekedő repülések fő veszélyének.

18. dia

J002E3 objektum

Egy megnyúlt, 18 méteres testet, amely 48 nap alatt fordult meg a Föld körül, kezdetben kisbolygóval tévesztették össze. Az objektum kaotikus pályán mozog, időről időre messzebbre kerül, mint a Hold. A spektrális elemzés segített felismerni, mint az Apollo 12 űrszonda maradványait, amely hatodszor vitte űrhajósokat a Holdra: a titán nyomai az ilyen típusú rakéták fedésére használt festékre mutattak.

19. dia

A kínai tulajdonban lévő Feng Yun 1C műholdat, amelyet egy kínai rakéta lőtt le 2007 januárjában, a fő új törmelékforrásnak tekintik az űrben. A NASA radarjai eddig 2317 darab teniszlabdánál nagyobb darabot észleltek, és további mintegy 100 ezer darab átmérője nagyobb, mint egy centiméter. A robbanás 865 kilométeres magasságban történt, így gyakorlatilag nincs esélyük a gyors eltűnésre.

1. dia

2. dia

3. dia

4. dia

5. dia

6. dia

7. dia

8. dia

9. dia

10. dia

11. dia

12. dia

13. dia

14. dia

15. dia

16. dia

17. dia

18. dia

19. dia

ŰRTÖMÉNY ÁRTALMATLANÍTÁSA Kutatómunkát végezte: Poluektov Andrej Jurjevics, a 9. A osztály tanulója, Szurgut „11. számú középiskola” önkormányzati oktatási intézmény

Alapvető kérdés: Hogyan lehet megtisztítani a Földközeli űrt az űrszeméttől és biztonságossá tenni.

A munka céljai és célkitűzései: A Föld-közeli tér „űrtörmelékkel” való szennyeződésének problémája, amely a további űrkutatás gyakorlati ellehetetlenüléséhez vezethet; Ismerkedjen meg a közeli űrtisztítás jelenlegi projektjeivel; Ismertesse meg iskolája tanulóit ezzel a környezeti problémával.

Űrtörmelék - minden olyan mesterséges objektum és töredékük az űrben, amely már eleve hibás, nem működik, és soha többé nem lesz képes semmilyen hasznos célt szolgálni, de veszélyes tényező a működő űrjárművekre, különösen a személyzettel rendelkezőkre.

Mindenekelőtt a pályán lévő tárgyakat természetesen érintik az űrszemét.

Minél többet indulunk az űrbe, annál kevésbé lesz használható. És valóban, orosz szakértők szerint jelenleg több mint 10 ezer repülőgép és földi műhold van az űrben, de ezeknek csak 6%-a működik.

Az űrszemét miatt az időjárás-előrejelzések gyakran pontatlanok, és a navigációs berendezések hibásan működnek

Ha ma nem tesznek intézkedéseket, akkor 10-15 év múlva teljesen „eltömődik” a geostacionárius pálya, nem marad hely új műholdaknak, 2050 után pedig a törmelék miatt egyszerűen lehetetlenné válik az űrrepülés.

A robotkarral felszerelt űrszonda fogókkal fogja meg a törmeléket, és egy speciális rekeszbe helyezi. Ez az eszköz lehetővé teszi a tér megtisztítását az elhasznált műholdaktól és rakétafokozatoktól. A törmelékkel teli rekeszt visszaküldik a Földre ártalmatlanítás céljából.

Amerikai tudósok azt javasolták, hogy hálóval fogják a hulladékot. Ami az űrben kibontakozik, az olyasmi, mint egy polimer anyagokból készült halászháló, amely elég erős ahhoz, hogy elkerülje a kozmikus porral való ütközéskor bekövetkező sérüléseket. Az ilyen hálót egy kis műholdra rögzítik, majd ki kell bontania a törmeléket, és vissza kell gördülnie vele a prédája. Leginkább nagyméretű hulladékok esetén alkalmazható: műhold- és rakétatörmelék. Az összegyűjtött hulladékot űrhajók visszaszállítják a Földre ártalmatlanítás céljából.

A kutatók azt javasolták, hogy lézerfegyverrel lőjenek a hulladékra, hogy az eléggé felmelegedjen ahhoz, hogy gázzá alakuljon. Az ilyen fegyvereket a Földön lehet elhelyezni, és ultra-érzékeny radarok irányíthatják, amelyek képesek egy centiméter átmérőjű tárgyakat észlelni.

Az Airgel rendkívül porózus anyag: 99%-ban üregből áll. Egy ilyen anyagba kerülve a legkisebb részecskék kitöltik a porózus felületet és leülepednek a lemezben. A megtöltött lemezeket visszaküldik a Földre újrahasznosítás céljából

PROBLÉMAMEGOLDÁSI TERV: Szükséges egy nemzetközi nyomkövető rendszer létrehozása, tárgykatalógusok kombinálása, közös figyelmeztető rendszer kialakítása az ütközések kockázatairól; Ki kell dolgozni az űrforgalom nemzetközi szabályait; Új, egységes űrtechnológiai követelmények kidolgozása, műholdas működési zónák meghatározása; A világűrbe való kilövés előtt feltétlenül egyeztetni kell a lejárt eszközök ártalmatlanításának módszertanáról; A rakéta felső fokozatainak tüzelőanyag-leeresztő rendszerekkel való felszereléséhez szükséges helyigény használatára vonatkozó nemzetközi szabályok bevezetése; A különböző országok tudósainak erőfeszítéseinek egyesítése az űrszemét begyűjtésére és ártalmatlanítására szolgáló technológia fejlesztésére; Javítani kell a műholdak, űrhajók és rakéták tervezését, hogy a lehető legkevesebb űrszemét maradjon