Ich habe in letzter Zeit viel Kerbal Space Program gespielt. Ich habe ziemlich viele "halb gescheiterte" Missionen gestartet, bei denen mein Raumschiff dort ankommt, wo es hingeht, oder sehr nahe daran, nur damit ich merke, dass es nicht genug Energie hat, um zurückzukommen. Die meisten dieser Missionen sind heute ungefähr analog zu dem realen Problem von funktionsgestörten oder stillgelegten Satelliten, die als Weltraumschrott im Orbit bleiben.
Ich habe jedoch festgestellt, dass der Großteil meines Problems mit Weltraumschrott (noch nicht wirklich ein Problem, aber ich bin mir sicher, dass es irgendwann eines wird) nicht bei diesen Missionen liegt. Der größte Teil meines Weltraumschrotts stammt von verbrauchten Raketenstufen, die ausgeworfen wurden und jetzt im Orbit oder auf Austrittsbahnen von Kerbin (dem Erdanalog in KSP) verbleiben.
Hier ist eine Aufnahme von Kerbin mit Blick auf den Südpol, die viele der 65 verfolgbaren Gegenstände zeigt, die derzeit als „Schutt“ kategorisiert sind. All dies sind obere Stufen, die von früheren Missionen verworfen wurden – tatsächlich flugfähige (wenn auch vielleicht nicht betankte) Raumfahrzeuge und Sonden werden separat kategorisiert.
Wenn ich darüber nachdenke, wie ich dieses Durcheinander aufräumen würde, jetzt, da ich die "Advanced Grabbing Unit" erhalten habe (im Grunde eine große Klaue, die ich an einem Raumschiff anbringen kann, um Sachen zu greifen, z. B. damit ich Sachen aus dem Orbit herunterbringen oder wieder- lenken, wenn ihm die eigene Kraft fehlt) Mir wurde klar, dass alle Missionen, die ich starten würde, um diesen Müll zu beseitigen, wahrscheinlich nur dazu führen würden, dass mehr im Prozess entsteht. Schließlich bräuchte ich eine Menge Treibstoff und Energie, um überhaupt wieder dorthin zu gelangen, und um mich fortzubewegen, wenn ich es bin, und schließlich würde ich am Ende wieder leere Komponenten im Orbit absetzen wollen. Das brachte mich dazu, ein bisschen weniger über Aufräumen und mehr über Vorbeugung nachzudenken.
Ich frage mich also, ob dies eine wichtige Überlegung beim Design von realen Raumfahrzeugen ist. Unternehmen reale Raumfahrtagenturen und kommerzielle Anbieter bei der Konstruktion ihrer Raketen besondere Anstrengungen, um sicherzustellen, dass die meisten entbehrlichen Stufen (nicht nur wiederverwendbare wie die SRBs des Space Shuttles) zur Erde zurückgebracht werden, anstatt im Orbit zu bleiben? Werden überhaupt Stufen berücksichtigt, die auf einer Austrittsbahn von der Erde verworfen würden? (z. B.: Versuchen Sie, sie von der Sonne oder einem anderen auf der Sonne basierenden Himmelsobjekt einfangen zu lassen, anstatt sie hinausfliegen zu lassen, wo sie schließlich auf eine entfernte Zivilisation treffen könnten.) Gibt es gängige Designmethoden oder Technologien, die speziell darauf ausgerichtet sind? dieses Problem?
Einige frühe obere Stufen würden Restkraftstoff/Oxidationsmittel in den Tanks behalten, nachdem sie fertig waren. Mit der Zeit würden sie explodieren und große Trümmerfelder verursachen.
Die meisten Nationen, die starten können, stimmen zu, Treibstoffe aus oberen Stufen abzulassen, die im Orbit verbleiben, oder zu versuchen, sie zu deorbitieren, wenn dies praktikabel ist.
Eine Oberstufe, die zum Start zu GeoSync verwendet wird, ist viel schwieriger zu verlassen als eine LEO-Oberstufe, wie Sie sich vielleicht vorstellen können. Aber obere Stufen zu GEO haben oft ein sehr hohes Apogäum mit einem niedrigen Perigäum, so dass das Perigäum sie oft zum Wiedereintritt durch die Atmosphäre zurückbringen kann.
Derzeit gibt es internationale NASA-Anforderungen an die Entsorgung von erdnahen und interplanetaren/lunaren Oberstufen. Ich kann keine Datenbank für alle erdnahen Oberstufen finden, aber Stratcom (US-Luftwaffe) verfolgt den gesamten Weltraumschrott in der Nähe der Erde und warnt die Betreiber von Raumfahrzeugen vor bevorstehenden Konjunktionen. Hier ist ein Papier von ULA (Atlas und Delta Launchers) zum Thema http://www.ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Supporting_Technologies/Orbital_Disposal_of_Launch_Vehicle_Upper_Stages_final.pdf .
Für Umlaufbahnen mit höherer Energie wird die obere Stufe in einer heliozentrischen Umlaufbahn (um die Sonne) angeordnet. Es gibt internationale Vereinbarungen zur "Planetenverteidigung", um Planeten/Monde, die möglicherweise Leben haben, nicht zu kontaminieren. Bei den späteren Apollo-Missionen schlugen sie absichtlich mit verbrauchten Oberstufen auf dem Mond ein, um Mondbeben auszulösen, die von den Astronauten installierten Seismographen gemessen wurden. Die Oberstufe von Apollo 12 verfehlte ihr Entsorgungsziel und tauchte Jahrzehnte später wieder in der Nähe der Erde auf ( https://en.wikipedia.org/wiki/J002E3 ).
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