Diese Frage ist mit einem Artikel verknüpft, der einen bodengestützten Laser beschreibt, der zum Abschießen von Weltraumschrott im Orbit entwickelt wurde:
„Die Wissenschaftler beabsichtigen, das riesige, bald zu bauende Teleskop im Altay Optical-Laser Center zu nutzen und es in eine Laserkanone umzuwandeln“, sagte eine Quelle von Roscosmos gegenüber Sputnik News .
Am 11. Juni gaben Forscher der Scientific and Industrial Corporation „Precision Instrument Systems“ (NPK SPP), einer Gruppe innerhalb der russischen Raumfahrtbehörde Roscosmos, die Entwicklung einer Laserkanone bekannt, die Weltraumschrott abschießen wird, der derzeit die Erde umkreist.
Wie soll das funktionieren? Würde das Schießen von Dingen im Orbit sie nicht einfach in kleinere (weniger leicht zu verfolgende) Dinge zerlegen, die sich noch im Orbit befinden?
Der Artikel behauptet, dass der Weltraumschrott einfach verdampft wird:
Die Kanone wird einem als "Laserablation" bekannten Prozess folgen, um Weltraumschrott abzuschießen. Die Energie der Kanone wird Weltraumschrott mit einem Strahl erhitzen, der ihn dann verdampfen lässt. Als Ergebnis wird der Weltraumschrott verdampfen .
Betonung von mir
Aber das wird sicherlich nur viel mehr Partikel < 1 cm erzeugen, um die man sich Sorgen machen muss?
@Chris Stratton erwähnt in den Kommentaren den Wikipedia-Artikel über Laserbesen , der einen anderen Mechanismus zum Entfernen von Weltraumschrott beschreibt:
Das ablatierende Material verleiht einen kleinen Schub, der sein orbitales Perigäum in die obere Atmosphäre absenkt, wodurch der Luftwiderstand erhöht wird, so dass seine verbleibende orbitale Lebensdauer kurz ist.
und
Andere finanzierte Forschungen in diesem Bereich widerlegen die Behauptung der NASA und demonstrieren die genaue Physik, die damit verbunden ist, was zeigt, dass Weltraumschrott unabhängig von der Richtung der Laserbeleuchtung wieder eindringt.
Aber ich bin mir immer noch nicht sicher, ob ich überzeugt bin. Ich glaube, ich verstehe, wie das Drücken eines Objekts "nach oben" dazu führen würde, dass sich die andere Seite seiner Umlaufbahn absenkt, aber wenn das Objekt taumeln würde (oder aufgrund eines Schusses mit einem Laser in einen Sturz versetzt würde), würde dies nicht die Richtung von Der ablative Schub geht am Ende in zufällige Richtungen aus? Und wie klein müssen die Teilchen der abgetragenen Materie sein, die den Schub liefern, damit sie nicht selbst zum Problem werden?
Hier ist eine PDF-Datei, in der Techniken zur Entfernung von Lasertrümmern untersucht werden.
Zusammenfassung:
1) Die Entfernung von Nicht-Ablations-Lasertrümmern (durch leichten Druck und Wärmestrahlung) ist unwirksam. Nur die Impulslaserablation ist möglich.
2) Ein großer Spiegel (11-13 Meter) ist erforderlich, um den Laserstrahl zu fokussieren.
3) 0,75 kg Aluminiumschrott bei 500 km Orbit benötigt 9 Monate um deorbitiert zu werden (mit Laserbeleuchtung 100 Sekunden pro Orbit). Laserpulsenergie 7,3 kJ, Folgefrequenz 11 Hz.
Die Kanone wird einem als "Laserablation" bekannten Prozess folgen, um Weltraumschrott abzuschießen. Die Energie der Kanone wird Weltraumschrott mit einem Strahl erhitzen, der ihn dann verdampfen lässt. Infolgedessen wird der Weltraumschrott verdampfen.
Aber das wird sicherlich nur viel mehr Partikel < 1 cm erzeugen, um die man sich Sorgen machen muss?
Die Verdampfung verwandelt Dinge in ein Gas, sodass die Partikel einzelne Moleküle sind, die kein Problem darstellen.
Der knifflige Teil besteht darin, den Weltraummüll zum Verdampfen zu bringen und nicht in kleine, aber gefährliche Stücke zu zerfallen. Dies erfordert ein langsames, allmähliches Erhitzen, anstatt es mit viel Energie auf einmal zu sprengen.
Langsames Aufheizen erfordert Zeit, daher müssen Sie den Laser eine Weile auf das Ziel halten. Das ist schwieriger, als ihn nur einmal mit einem kurzen Impuls zu treffen.
Die Ablation oder allmähliche Verdampfung von Teilen des Weltraummaterials im Laufe der Zeit würde die Erdumlaufbahn mit Metalldämpfen und anderen Dingen füllen, aber bei den Temperaturen von verdampften Metallen haben die Atome so viel Energie (da die Temperatur eines Gases die Geschwindigkeit der Atome ist oder Moleküle), dass sie höchstwahrscheinlich entkommen und vom Sonnenwind weggefegt werden oder in die Atmosphäre gelangen.
Aber wie bringt man diese Art von Energie auf ein bisschen Zeug im Orbit und durch die turbulente Atmosphäre? Ich bin mir nicht sicher, wie es in diesem Projekt gemacht wird, aber damals, während Ronald Reagans SDI, gab es ein geheimes Projekt, weltraumgestützte Laser zu verwenden, um Interkontinentalraketen im Flug zu zerstören. Viele bedeutende Experten sagten, dass dies nicht möglich sei, aber sie wussten nichts von der speziellen Erfindung des Lasers.
Ein phasenkonjugierter Spiegel ist ein Gaslaser, der auf hohe Energie gepumpt und dann durch einen schwachen Laserlichtimpuls ausgelöst werden kann. Wenn Sie einen Ziellaser abfeuern, passiert alles vom Ziel reflektierte Licht die Atmosphäre und die Wellenfront wird unbrauchbar verzerrt. Das heißt, es sei denn, der Impuls tritt in einen phasenkonjugierten Spiegel ein. Der Spiegel lasert und erzeugt einen sehr starken Impuls mit einer Wellenfront, die genau das Gegenteil des eingehenden Zielimpulses ist! Das Ergebnis ist, dass Sie nicht nur die maximale Kraft auf das Ziel bekommen, sondern auch nicht verfehlen können!
Heutzutage sind Computer und Aktuatoren schnell genug, dass sie verformbare Optiken verwenden könnten, um dies mithilfe von Daten eines Ziellasers zu kompensieren. Persönlich würde ich gerne einen großen konjugierten Spiegel in Betrieb sehen.
Chris Stratton
gandalf3
Nathan Tuggy
gandalf3
Chris Stratton
gandalf3
äh
gandalf3
Drachenfreak