우주 공간의 오염 문제는 항공 우주 공동체 전체를 위협합니다. Kessler의 증후군과 같이 지구의 궤도에서 일어나는 사건의 가상적인 개발은 우주 파편의 형성을 예견하여 인기있는 매체조차도 뒤 흔들어 놓았다. 작은 조각이라 할지라도 위험을 이해하고 우주 공간을 청소하기 위해 기꺼이 지불 할 금액을 계산하기 위해 기초 연구를 수행 할 필요가 있음은 분명합니다.
현재 정치인, 과학자, 기술자 및 일반 대중은 우주 파편의 문제를 깊이 인식하고 있습니다. JK의 근본적인 작업에 감사드립니다. 2006 년에 출판 된 Liouville과 Nicholas Johnson은 모든 출시를 중단하더라도 향후 오염도가 계속 증가 할 것으로 예상합니다. 이러한 꾸준한 성장의 이유는 예상되는 예측에 따라 이미 궤도에있는 위성과 로켓 단계 사이에서 충돌이 발생할 것이기 때문입니다. 이것은 많은 자산을 보호하기위한 적절한 조치를 취해야하는 많은 위성 사업자들을 크게 우려하고있다.
일부 전문가들은 이러한 사고가 낮은 지구 궤도에 접근하는 것을 거의 불가능하게 할 일련의 충돌의 시작일 뿐이라고 믿습니다. 보통 NASA 컨설턴트 Donald Kessler가 처음에 자세히 설명한이 현상을 케슬 러 증후군이라고합니다. 그러나 현실은 유사한 장래 영화 나 사건과는 아주 다른 것 같다. 실제로, 상기 주제에 여섯 번째 유럽 회의에서 우주 파편에 간기구 조정위원회 (IADC)에 제시된 결과는 지속적인 출시와 30 년 동안 쓰레기 만 200 %의 수의 예상 증가를 보여 주었다.
충돌은 여전히 발생하지만 현실은 너무 두려워하는 격변 적 시나리오와는 거리가 멀습니다. 공간 파편의 양이 상당히 적게 줄어들 수 있습니다. IADC의 제안은 우주 파편 예방을위한 지침, 특히 비행 종료시 완전히 생산되어야하는 에너지 원의 중화 및 비행 종료 후 처리에 관한 지침을 널리 보급하고 엄격하게 준수하는 것입니다. 그럼에도 불구하고, IADC의 관점에서 볼 때, 노력이 이루어지고 있음에도 불구하고 예상되는 쓰레기 양의 증가는 기존의 위험 요소를 퇴치하기위한 추가 조치의 도입을 필요로합니다.
진전이 없습니까?
리우 빌 (Liouville)과 존슨 (Johnson)이 출간 된 지 9 년 후에 우주 환경의 매립에 대한 관심이 크게 증대되었다. 특히 낮은 지구 궤도에서 물체를 제거하는 방법을 개발하기 위해 전 세계에서 특정 단계가 수행되었습니다. 예를 들어, 유럽 우주국 (European Space Agency)은 최근 10 년 내에 유럽 우주선의 궤도를 돌기 위해 정부의지지를 얻으려는 의도를 발표했다. FDA는 합리적이고 신뢰할 수있는 방법으로 목표를 달성하기 위해 많은 연구를 수행했습니다. 계획의 핵심 요소는 막힌 공간의 컴퓨터 모델이었는데, 이것은 특정 우주선이나 로켓 단계를 제거함으로써 파편 인구의 증가를 막을 수 있음을 보여주었습니다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 이러한 개체는 충돌에 가장 취약한 것으로 식별되므로 궤도에서 제거한 후 충돌 횟수가 급격히 감소하여 찌꺼기가 산산이 발생하는 새 파편이 발생하지 않습니다.
리우 빌과 존슨의 연구 결과가 발표 된 이후로 거의 10 년이 지났으며 지구와 가까운 공간의 오염으로 인한 결과를 제거하기위한 방법을 명확하게 정의한 방법 론적 원칙이 국제적 또는 국가적 차원에서 제시되지 않았다는 것은 놀라운 일이다. 행동 촉구에도 불구하고 쓰레기 처리 절차 방법론의 개발에 대해 무관심한 듯하다. 하지만 정말로?그러나 사실 상황은 그렇게 단순하지 않습니다. 우주 파편 제거 절차와 관련하여 아직 답변되지 않은 근본적인 질문이 몇 가지 있습니다. 특히 우려되는 것은 재산, 책임 및 투명성과 관련된 문제입니다. 예를 들어, 파편을 제거하기 위해 제안 된 많은 기술을 사용하여 활성 우주선을 제거하거나 비활성화 할 수 있습니다. 따라서 이러한 기술이 무기. 일관된 쓰레기 처리 프로그램의 비용에 대해서도 질문이 있습니다. 일부 기술 전문가는 수조조 달러로 추정했습니다.
그러나 적절한 방법 론적 원칙이 없다는 가장 중요한 이유는 우리가 실제로 어떻게 우주 공간의 청소를 의미하는 간척 작업을 수행해야 할지를 모르고 있다는 사실에 있습니다. 그러나 이것이 우리가 필요한 기술을 모를 수 없음을 의미하지는 않습니다.
일회용 알고리즘은 이미 개발되었습니다. 실제 문제는 겉으로보기에는 단순한 작업에서 발생합니다. 궤도에서 제거 할 "올바른"쓰레기를 식별하는 것입니다. 그리고 우리가이 문제를 해결할 수있을 때까지 우리는 우주를 재창조 할 수 없을 것 같습니다.
우리는 잔해에서 놀아요.
삭제 될 쓰레기를 식별하는 것과 같은 겉보기에 간단한 작업을 해결하는 문제의 성격을 이해하기 위해 52 일반 카드를 사용하는 데 비유 할 수 있습니다. 이 비유에서, 각지도는 충돌을 방지하기 위해 우리가 제거하기를 원할지도 모르는 우주 공간에 위치한 물체입니다. 카드를 처리 한 후에는 각 카드를 아래로 향하게하여 테이블 위에 놓습니다. 우리의 목표는 에이스를 식별하여 테이블에서 제거하는 것입니다.이 카드는 인공위성이나 미래의 어떤 시점에서 충돌에 참여할 수있는 우주 파편의 다른 대형 객체이기 때문에이를 제거하는 것이 좋습니다. 우리는 원하는만큼 테이블에서 카드를 제거 할 수 있지만 카드 하나를 제거 할 때마다 10 달러를 지불해야합니다. 또한, 우리가 떠나 감에 따라, 우리는지도를 볼 권리가 없습니다. (인공위성이 궤도에서 제거된다면, 충돌에 참여할 수있는 사람이 누구인지 확실하게 말할 수 없습니다.) 마지막으로, 우리는 우리의 위성을 포함하는 충돌로 인한 잠재적 손실 테이블에 왼쪽 된 모든 에이스 100 달러를 지불해야한다 (실제로, 대체 위성의 비용은 100에서 천 달러 억에 따라 다를 수 있습니다.)
글쎄, 어떻게이 문제를 해결할 수 있을까? 뒷면에는 모든 카드가 동일하므로 에이스가 어디에 있는지 확인할 방법이 없으며 모든 에이스를 제거하는 유일한 방법은 테이블에서 모든 카드를 제거하는 것입니다. 이 예에서는 최대 520 달러의 비용이 청구됩니다. 우주 공간에서 우리는 똑같은 문제에 직면 해 있습니다 : 우리는 어떤 물체가 충돌에 관련되어 있는지 정확히 알지 못합니다. 그러나 모든 물체를 제거하기에는 너무 비싸서 선택해야합니다. 우리가 선택하기로 결정했다고 가정합시다 : 10 달러 합계 하나의 카드를 제거하기 위해, 우리가 에이스를 제거 할 확률은 얼마입니까? 음, 카드가 에이스 일 가능성은 52로 나눈 값, 즉 약 0,08 또는 8 퍼센트입니다. 따라서 카드가 에이스가 아닐 확률은 92 퍼센트입니다. 그것이 10 달러를 허비하게 만들 가능성이 있습니다.
이번에 두 번째 카드를 가져 가면 (10 달러를 추가로 지불해야합니까?) 어떻게됩니까? 두 번째 카드가 에이스 일 가능성은 첫 번째 카드가 에이스인지 여부에 달려 있습니다. 이 경우 두 번째 카드가 에이스 일 확률은 51에 의해 3으로 나뉩니다 (이제는 카드 한 장씩 감소한 데크에 세 개의 에이스 만 남아 있기 때문입니다). 첫 번째 카드가 에이스가 아니면 두 번째 카드가 에이스 일 확률 : 51로 4를 나눕니다 (감소 된 데크에 4 개의 에이스가 남아 있기 때문에).
우리는 우리가 두 개의 에이스를했다 확률을 결정하기 위해이 방법을 사용할 수 있습니다 - 다만 확률을 곱하면 답 찾기 : 4 / 52 우리에게 두 개의 원격 카드 3 또는 51 %의 비용 0,0045 달러의 가능성을 제공 0,45 / 20, 곱합니다. 별로 고무하지 않습니다.
그러나 에이스 중 하나 이상을 제거 할 확률도 결정할 수 있습니다. 두 장의 카드를 제거한 후에 15 %의 확률로 에이스 중 적어도 하나를 성공적으로 제거 할 수 있습니다. 이것은 더 고무적인 것처럼 들리지만, 지금은 그리 좋지 않습니다.
그것은, 우리는 우리가 90 퍼센트에 확인하려는 경우, 22 카드 (가치 220 달러)보다 9 개 이상의 카드 (가치 90 달러) 이상을 제거 할 필요가 에이스 중 하나 이상을 제거하는 기회를 증가하는 것으로 나타났다, 우리는 에이스 중 하나를했다. 우리가 성공하더라도 3 개의 에이스가 테이블에 남아 있기 때문에 전체적으로 520 달러를 지불해야합니다. XNUMX 달러는 우연히도 삭제 옵션을 선택한 경우 지불해야하는 금액과 같습니다 모든 카드.
게임은 끝났다.
우리의 유추를 실제 우주 환경으로 되돌려 놓았을 때 상황은 더욱 놀랄 것 같습니다. 현재 20 000의 개체에 대한 추적 외부 공간 궤도를 모니터링 스테이션의 미국 네트워크의 도움으로, 그 중 약 6 %로 가정 해 충돌에 관여 할 수있다 이상의 1 톤, 무게 객체가 있고, 우리는 제거 할 수 있음 . 카드 유추에서 우리의 문제는 모든 카드의 "셔츠"가 동일하고 하나가 스페이드의 에이스 일 확률이 다른 하나도 에이스 일 확률과 같습니다. 필요한 카드를 식별하여 테이블에서 제거 할 수있는 방법이 없습니다. 사실, 충돌을 막을 수있는 가능성은 카드 게임보다 훨씬 높습니다. 왜냐하면 어떤 물체가 궤도의 충돌에 관련 될 수있는 기회가 있기 때문에 우리는 그것들에 집중할 수 있습니다. 예를 들어, 600와 900 킬로미터 사이의 고도에서 헬리오 동기와 같이 밀도가 높은 궤도에있는 개체는이 영역의 정체로 인한 충돌에 가장 관련이 있습니다. 우리가 비슷한 객체들 (그리고 비슷하게 오버로드 된 궤도에있는 다른 객체들)에 집중하고 충돌 가능성에 대한 예측을 고려한다면, 50 근처의 객체를 제거해야한다는 결과가 나옵니다. IADC 우주국의 구성원에 의해 착수된다.
그리고 많은 비행,이 경우에도 일부 개체가 하나 개의 공간 korablem- "청소기"에 의해 제거의 대상이 될 수 있음을 밝혀 (다섯 개 목표는 일반적인 대안을 나타냅니다) - 종종 복잡하고 야심 찬 - 만 충돌을 방지하기 위해 취할 수 있습니다.
왜 우리는 충돌의 가능성을 더 정확하게 예측할 수없고, 우리가 확실히 알고 있듯이 위험 할 수있는 물체만을 삭제하는 이유는 무엇입니까? 인공위성의 방향, 인공위성에 의해 경험되는 공기 역학 항력에 영향을 미칠 수있는 우주의 날씨 등의 위성 궤도에 영향을 줄 수있는 많은 매개 변수가 있습니다. 초기 값의 작은 오류라도 현실에 비해 위성 위치를 계산 한 결과와 비교적 짧은 기간 후에 큰 불일치가 발생할 수 있습니다. 실제로 우리는 예측가와 동일한 방법론을 사용합니다. 특정 결과에 대한 확률을 생성하기 위해 모델을 사용할 것이지만 결과를 얻지는 않을 것입니다.
따라서 우리는 때로는 공간 파편을 제거하기 위해 사용할 수있는 기술을 보유하고 있습니다. 그러한 계획은 유럽 우주국 (European Space Agency)이 계획 한 eDeorbit 임무와 함께 취한 입장이지만, 제거에 가장 적합한 물체를 확인하기 위해 해결해야 할 문제가 여전히 남아 있습니다. 이러한 문제는 환경의 효과적인 복원에 필요한 장기 공간 파편 제거 프로그램을 준비하는 데 필요한 지침과 방법 론적 원칙을 제공하기 전에 해결되어야합니다.
환경을 복원하기위한 노력이 효과적이고 편리 할 가능성을 높이기 위해서는 특정 시설, 수량, 요구 사항 및 한계와 관련하여 방법 론적 원칙이 중요합니다. 그러한 방법 론적 원리를 발전시키기 위해서는 유리한 결과에 대한 우리의 불합리한 기대를 재고해야합니다.