Ein Heilmittel für das „Kessler-Syndrom“? [Duplikat]

Wenn Sie eine große Rakete mit einem eimerartigen Aufsatz oben hochschicken würden, könnte sie etwas langsamer umkreisen als jeder Weltraumschrott und sie einfangen. Dann könnte es seine Raketen abfeuern und unter die Umlaufgeschwindigkeit fallen, sodass der gesamte Müll, den es gesammelt hatte, in der Atmosphäre verbrennen würde. Wenn Sie eine Stromquelle hinzufügen, könnten Sie stattdessen einen riesigen Magneten haben.

Dies ist keine vollständige Lösung und wäre sehr teuer, aber einige dieser Raketen könnten dazu beitragen, vorhandene Satelliten vor der Zerstörung zu schützen, indem sie das sich ihnen nähernde Trümmerfeld räumen.

Eine weitere Option ist ein Raumschiff, das mit Weltraumschrott betrieben werden kann . Das hätte den Vorteil, dass weniger Treibstoff für den Transport ins All benötigt würde, da es den benötigten Treibstoff aus dem Weltraumschrott beziehen könnte.

Sie könnten Nanobots im Weltraum haben, um all diesen Müll aufzufressen, wenn Sie wollten.

Wenn Sie Kettenreaktion mit Kettenreaktion bekämpfen wollen, können Sie den gesammelten Weltraumschrott als Strom verwenden, um einen Magneten anzutreiben, der mehr Weltraumschrott anzieht, der mehr Energie liefert, und so weiter.

Phalanx-Autokanonen im Weltraum.

http://rpdefense.over-blog.com/tag/ciws/

https://en.wikipedia.org/wiki/Phalanx_CIWS

Die Basis des Systems ist die 20-mm-Autokanone M61 Vulcan Gatling, die seit 1959 vom US-Militär in verschiedenen taktischen Flugzeugen eingesetzt wird und mit einem Ku-Band-Radarsystem zum Erfassen und Verfolgen von Zielen verbunden ist. Dieses bewährte System wurde mit einer speziell angefertigten Halterung kombiniert, die schnelle Höhen- und Quergeschwindigkeiten ermöglicht, um ankommende Ziele zu verfolgen. Als völlig eigenständige Einheit beherbergt die Halterung das Geschütz, ein automatisiertes Feuerleitsystem und alle anderen wichtigen Komponenten, die es ihm ermöglichen, mithilfe seines computergesteuerten Radarsystems automatisch nach Tötungen zu suchen, sie zu erkennen, zu verfolgen, anzugreifen und zu bestätigen. Aufgrund dieser in sich geschlossenen Natur ist Phalanx ideal für Unterstützungsschiffe, denen integrierte Zielsysteme fehlen und die im Allgemeinen über begrenzte Sensoren verfügen.

Phalanx-Autokanonen sind eine ausgereifte Technologie. Sie verfolgen ankommende Projektile mit Radar und zerstören sie dann mit einem Kugelhagel. Sie müssten den Zielalgorithmus an die Weltraumbedingungen anpassen, aber im Weltraum ist es einfacher - kein Luftwiderstand und kein Wind. Radar funktioniert im Weltraum besser als an Land. Ankommende Fragmente werden riesige Radarprofile haben und viele Kilometer entfernt offensichtlich sein. Diese Fragmente werden schnell sein, aber nicht asteroidenschnell, denn wenn sie es wären, würden sie die Umlaufbahn verlassen. Das liegt durchaus innerhalb der Fähigkeit von Phalanx, zu sehen und zu zerstören.

In Ihrem Szenario haben Sie einige Hinweise. Diese Phalanx-Systeme sind einsatzbereit. Optimieren Sie sie für den Weltraum und schicken Sie sie in Satelliten oder alten Shuttles oder was auch immer Sie haben. Wenn der Phalanx-Bot eingehende Nachrichten erkennt, die dem Profil von Weltraumschrott entsprechen, schießt er darauf. Wenn das Ding getroffen wird, wird es langsamer, und wenn es langsamer wird, fällt es aus der Umlaufbahn. Ich könnte mir vorstellen, dass es bei der Art von Vorlaufzeit, die der Bot im Weltraum haben wird, eher ein Scharfschützenansatz als die "Bleiwand" ist - 1 Schuss auf einmal, auf einen Treffer prüfen und dann einen weiteren Schuss machen, wenn das Ziel ist kein Treffer.

Mit mehr Zeit könnten Sie die Phalanx mit Lasern ausstatten, die Munitionsprobleme und die Möglichkeit, dass verbrauchte Kugeln selbst eine Bedrohung darstellen, umgehen würden. Das Verdampfen eines ankommenden Ziels führt dazu, dass es zu einer sich ausdehnenden Wolke wird, mit weniger kinetischem Schlag, wenn es trifft.

Wenn Berechnungen zeigen, dass verbrauchte Kugeln tatsächlich problematisch sein könnten, machen Sie sie aus Eis oder Plastik oder gefrorenem Quecksilber - Dinge, die nicht lange bestehen bleiben.

Das Kessler-Syndrom zerstreut den Glauben so drastisch, dass die Antwort genauso gut sein könnte.

Schleudern Sie riesige expandierende, schaumige, klebrige Schleimbälle in die Erdumlaufbahn. Sobald sie sich im Orbit befanden, würden sich die Kugeln zu gigantischen, klebrigen Schaumstoffkugeln (hauptsächlich aus leeren Blasen bestehend) mit einem Durchmesser von vielleicht einigen Kilometern ausdehnen. Sie würden ihre Umlaufbahnen fegen, wobei der gesamte Weltraumschrott an ihnen haften blieb und von faserigen, klebrigen Strängen eingebettet wurde, aus denen der Schaum besteht. Irgendwann würde sich in den Bällen so viel Müll ansammeln, dass sie wirklich, wirklich schwer werden würden. Sie würden die Umlaufbahn verlassen und zur Erde hinabsteigen. Sie würden dann natürlich verbrennen und ihre angesammelte Ladung Weltraumschrott mit sich in eine feurige Vergessenheit nehmen.

BEARBEITEN

Die Probleme, die die Mythologie hinter dem Kessler-Syndrom nicht anspricht, sind, dass diese Kollisionen Spaltung und keine Fusion sind. Das heißt, die Partikel werden immer kleiner, nicht größer. Es handelt sich um ein selbstlimitierendes Phänomen. Eventuell ist die Umlaufbahn mit sehr kleinen, aber sehr zahlreichen überlebensfähigen Partikeln gefüllt. Das zweite Problem ist, dass jede Kollision entweder zu einem Geschwindigkeitsverlust oder zu einem Geschwindigkeitsanstieg führt. Insgesamt nimmt die Nettoenergie der Teilchen ab. Die Umlaufbahnen werden zunehmend instabil und sind unberechenbar. Der Abstieg der Partikel in die Atmosphäre wird beschleunigt. Drittens gehen die Berechnungen der Aufprallenergie alle davon aus, dass die Teilchen mit einer Geschwindigkeit von Null enden, was auch immer das bedeutet. Partikel, die direkt durchgehen, defekt sind oder einfach abprallen, erzeugen nicht annähernd die angegebenen „freigesetzten Energien“. Viertens ignoriert die Prämisse die Tatsache, dass Satelliten jetzt gegen erwartete Einschläge „gehärtet“ sind. Sie sind in der Lage, die Aufprallenergien zu absorbieren. Und schließlich ist das Problem winzig im Vergleich dazu, wie viel Weltraummüll auf die Erde trifft.

Jeden Tag fallen 60 Tonnen kosmischer Staub auf die Erde

Bisher wussten Wissenschaftler nicht, wie viel von diesem kosmischen Staub sich auf der Erde ansammelt (obwohl sie ziemlich viel darüber wissen, wie viel sich im Weltraum befindet). Forscher schätzten, dass jeden Tag irgendwo zwischen 0,4 und 110 Tonnen des Sternenmaterials in unsere Atmosphäre eindrangen – das ist eine ziemlich große Spanne. Aber eine kürzlich erschienene Studie untersuchte den Natrium- und Eisengehalt in der Atmosphäre mit Doppler-Lidar, einem Instrument, das Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre messen kann, genauer. Da die Menge an Natrium in der Atmosphäre proportional zur Menge an kosmischem Staub in der Atmosphäre ist, stellten die Forscher fest, dass die tatsächliche Menge an Staub, die auf die Erde fällt, etwa 60 Tonnen pro Tag beträgt.

von https://www.popsci.com/60-tons-cosmic-dust-fall-earth-every-day

Das Problem ist analog zum „Y2K“-Problem, das um die Jahrhundertwende hochgejubelt wurde. Es hatte einen gewissen sachlichen Wert, aber bitte, Flugzeuge, die am 1. Januar 2000 vom Himmel fielen? Bei weitem überbewertet.

Kriterien

Was der Frage fehlt, insbesondere damit sie wissenschaftsbasiert oder gar harte Wissenschaft ist, sind irgendwelche Kriterien. Also, hier sind ein paar mögliche Kriterien. Die Lösung konnte das Problem natürlich nicht verschlimmern, indem noch mehr Zeug produziert wurde. Zweitens müsste die Lösung in der Lage sein, die potenzielle und kinetische Energie jedes „eingefangenen“ Partikels zu handhaben oder abzuleiten, so dass keine weitere Zerstörung oder Beschädigung erfolgt. Drittens ist Müll, der kleiner als ein Zentimeter ist, das mit Abstand größte Problem. Jede Lösung, die dies nicht bewältigt, sollte ein Nichtstarter sein. Und viertens sollte die Lösung mit vorhandenem Wissen und Informationen über das Problem kompatibel sein.

Die mittlere Anzahl der Fragmentierungen pro Jahr beläuft sich auf 4,9 (SD = 2,8) ohne Anzeichen einer Regression oder grundlegender Veränderung. Allerdings gab es einen leichten Rückgang der Fragmentierungen für drei Jahre nach der Einführung der Space Debris Mitigation Guidelines des Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) im Jahr 2010. Eine Untersuchung der fragmentierten Masse im Laufe der Jahre ist in Abbildung 2b dargestellt. Es wird gezeigt, dass die meisten Objekte, die einen Bruch erlebten, eine Masse von weniger als 500 kg hatten. Betrachtet man das andere Extrem des Histogramms, so gibt es zwei Ereignisse mit einer Splittermasse von 26.000 kg und 30.000 kg. Diese Ereignisse ereigneten sich Ende der 1960er Jahre während des Apollo-Programms, aber aufgrund ihrer geringen Ereignishöhe von unter 300 kg

von http://www.mdpi.com/2226-4310/5/2/37/pdf

Eine riesige Kugel aus Weltraumschaum wäre also ideal, um diese kleinen Partikel einzufangen. Das Volumen wäre groß genug, um eine langsame Verzögerung zu bewirken, alle freigesetzten kleinen Partikel würden ebenfalls eingefangen, die Kugel ist groß genug, um sichtbar zu sein, und somit kein Navigationsrisiko, und sie ist selbstheilend. Größere Partikel würden einfach durchblasen und der Spalt würde sich schließen.

Ein solches Material und ein solches Verfahren existiert jedoch derzeit nicht. Der Schaum könnte sich niemals „verfestigen“, da er sonst brechen würde und somit zu dem Problem beitragen würde. Außerdem müsste der Schaum klebrig sein und auch aus langen Polymeren bestehen, damit sie sich binden und zusammenhalten, aber auch aneinander entlang gleiten können, um die Aufprallenergie zu absorbieren. Daher ist die Antwort ebenso mutmaßlich wie die Frage.