El Habla kosmiskais teleskopsObservatorija, viens no pēdējo desmitgažu simboliskākajiem zinātniskajiem instrumentiem, saskaras ar ekspluatācijas beigām, kas varētu būt daudz sarežģītāk, nekā sākotnēji domāts. Dažādas tehniskās analīzes liecina, ka observatorija, kas riņķo ap planētu kopš 1990. gada, Tas galu galā nekontrolēti atgriezīsies atmosfērā., radot ievērojamu risku īpašumam un cilvēkiem uz virsmas.
Šī pēdējā fāze nebūt nav vienkārša orbitāla formalitāte, bet gan kļuvusi par delikātu jautājumu kosmosa aģentūrām. Saskaņā ar nesen sniegto ziņojumu no NASA Inženierzinātņu un drošības centrs (NESC), pieejams aģentūras tehnisko ziņojumu serverī, Habla teleskopa krišanas pašreizējā trajektorija šobrīd neatbilst parastajiem drošības kritērijiem.Problēma ir tā, ka teleskops Tas nekad nebija paredzēts, lai to atstātu vaļā.bet lai to atgūtu vai deorbitētu kontrolētā veidā.
Zemās orbītas veterāns ar derīguma termiņu
Kopš palaišanas orbītā Habls ir pārvietojies ap Zemi aptuveni ar ātrumu 28.000 kilometrs stundā, sākotnēji aptuveni 550 kilometri un pašlaik aptuveni 480-500 kilometritā sauktajā zemajā Zemes orbītā. Lai gan var šķist, ka tur augšā tā ir "brīva" no atmosfēras, Joprojām ir plāns gaisa slānis kas rada pastāvīgu pretestību un ļoti lēni palēnina teleskopu.
Pirmajās savas lietderīgās kalpošanas desmitgadēs NASA spēja labot šo kritumu Pateicoties vairākām kosmosa kuģu apkopes misijām laikā no 1993. līdz 2009. gadam. Katrā vizītē papildus instrumentu maiņai un remontam astronauti izmantoja kosmosa kuģa dzinējus, lai pabīdīt Hablu nedaudz augstākā orbītā un tādējādi pagarināt tā darbību vēl uz dažiem gadiem.
Kad tā tika palaista, oficiālā cerība bija, ka observatorija darbosies ap 15 gadiTomēr teleskops ir kalpojis daudz ilgāk nekā gaidīts, vairāk nekā 1,3 miljoni zinātnisku novērojumu kas ir izmantoti Visuma izplešanās pētīšanai, apstiprina klātbūtni melnie caurumi galaktiku centros vai atklāt jaunus pavadoņus ārējā Saules sistēmā. Šī ilgmūžība, kas no zinātniskā viedokļa ir svētība, Tagad tas ir kļuvis par galvassāpēm, plānojot viņa aiziešanu pensijā..
Lielais pagrieziena punkts pienāca līdz ar kosmosa kuģu programmas beigām, kuru pēdējais lidojums notika 2011. gadā ar Atlantis. NASA un Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) sākotnējais plāns paredzēja izmantot kosmosa kuģi, lai atgūtu Habla teleskopu tā ekspluatācijas laika beigās vai novirzītu to uz kontrolētu atgriešanos atmosfērā.Līdz ar šīs iespējas izzušanu observatorija nonāca hibrīdsituācijā: tā joprojām darbojas, bet bez savas sistēmas, kas ļauj to novietot drošā orbītā vai precīzi deorbīt.
Pēdējos gados dažas no tās galvenajām sastāvdaļām, piemēram, žiroskopi, kas nodrošina ļoti precīzu mērķēšanuTie ir uzrādījuši arvien acīmredzamāku stāvokļa pasliktināšanos. Lai gan teleskops turpina darboties un sūtīt datus, Tās darbības peļņas norma sarūk un līdz ar to arī sarežģītu manevru plānošanas iespējas.
Teleskops, kas paredzēts pacelšanai, nevis nekontrolējamai krišanai.
NESC pētījumā ir izcelts svarīgs aspekts: Habla teleskops nekad nebija paredzēts nekontrolētai atgriešanās atmosfērā apstrādei.Tā konstrukcija bija paredzēta tā, lai pēc misijas pabeigšanas pilotējams kosmosa kuģis varētu tam pieslēgties, nodrošinot tā glābšanu vai uzmanīgi virzīta deorbīta virzienā uz attālu okeāna apgabaluŠī iespēja praktiski izzuda līdz ar prāmju satiksmes atstāšanu, un līdz pat šai dienai nav ieviesta līdzvērtīga alternatīva.
Jo 2022 Elon Musk Viņš pat publiski pieminēja misijas iespēju SpaceX ar Crew Dragon kapsulu lai atkal paceltu Habla orbītu un piešķirtu tai vēl dažus dzīves gadus. Šī ideja tika pētīta provizoriski, bet Tas nav virzījies uz priekšu, kā arī nav novests pie oficiāla plāna.Tātad pagaidām praksē tas tiek uzskatīts par atliktu.
Tikmēr teleskopa orbīta pakāpeniski degradējas. Habls ir liela struktūra ar aptuveni 13,2 metrus garš, aptuvenais diametrs 4,2 metro un masa ap 12 tonnas Neskaitot saules paneļus un spoguļus. Šis izmērs nozīmē, ka atšķirībā no citiem mazākiem satelītiem, Pastāv ievērojama varbūtība, ka noteikti masīvi fragmenti izdzīvos, šķērsojot atmosfēru..
NESC analīze uzsver, ka Atkārtota ieceļošana ir neizbēgama ne tikai tad, ja netiek veiktas nekādas darbības.taču tā prasa arī arvien precīzāku uzraudzību, jo observatorija zaudē augstumu. Tās masas, ģeometrijas un augšējās atmosfēras mainīgā blīvuma kombinācija nozīmē, ka Precīza kritiena laika un vietas prognozēšana ir ārkārtīgi sarežģītaīpaši daudzus gadus iepriekš.
Situāciju pasliktina tādi faktori kā Ģeomagnētiskās vētras un Saules aktivitāte Tie var mainīt atmosfēras augšējo slāņu blīvumu, palielinot pretestību Habla orbītā. Augstas Saules aktivitātes periodos šī atmosfēras pretestība var būt ievērojama un paātrināt Saules nolaišanos, savukārt mierīgākos periodos process ir nedaudz lēnāks.
Iespējamie atgriešanās datumi: 2029., 2033. vai 2040. gads
Jaunākajos aprēķinos tiek izmantots aptuveni 11 gadu laika logs Habla nekontrolētai atgriešanai blīvajos atmosfēras slāņos. Ņemot vērā "vidējo" Saules aktivitāti un efektīvo virsmas laukumu, kas atbilst teleskopa pašreizējai konfigurācijai, scenārijs, ko eksperti apsver Visticamākais scenārijs paredz atgriešanos atmosfērā ap 2033. gadu..
Tehniskā analīze, uz kuru atsaucas arī Amerikas Astronomijas biedrībaTomēr viņš neizslēdz arī citas iespējas. optimistiskākais scenārijsLabvēlīgākos apstākļos teleskops varētu palikt orbītā aptuveni līdz 2040. Tajā sliktākajā gadījumāUn, joprojām runājot par provizoriskām aplēsēm, kritums varētu iestāties ievērojami agrāk un notikt jau [trūkst datuma]. 2029.
Atgriešanās modeļi arī norāda, ka Habla teleskops atstātu aiz sevis gruvešu pēdas nospiedums kas varētu stiepties starp 350 un 800 kilometri pa virsmas ceļu. Tas nenozīmē, ka visa josla tiks iznīcināta, bet gan to, ka fragmenti, kas izdzīvo atmosfēras ugunsgrēku, varētu tikt izkliedēti pa šo koridoru.
Ir svarīgi uzsvērt, ka, sākot ar šodienu, Nav iespējams precīzi zināt, kur tas galu galā nokritīs.Teleskopa orbīta šķērso plašu platuma grādu joslu, tāpēc no tīri teorētiska viedokļa atgriešanās atmosfērā varētu notikt virs okeāna, virs reti apdzīvotām vietām vai virs blīvi apdzīvotiem reģioniem gan Āzijā, gan Amerikā, Āfrikā vai Eiropā.
Tuvojoties faktiskajam atgriešanās datumam, prognozes tiks precizētas. Ziņojuma autori iesaka regulāri atjaunināt modeļus un labāk integrēt ietekmi Saules aktivitātes svārstības un novērtēt atlikušo manevrēšanas iespēju, lai samazinātu risku, nelielas orbitālās korekcijas, ja teleskopa stāvoklis to atļauj.
Kāds reāls risks pastāv iedzīvotājiem?
Lielais jautājums, kas pārsniedz tīru zinātnisku ziņkāri, ir, cik lielā mērā Šis kritiens varētu apdraudēt cilvēkus uz zemes.NESC pētījumā šis jautājums ir risināts, izmantojot dažādas simulācijas metodoloģijas, kas ņem vērā gan observatorijas trajektoriju, gan tās komponentu uzvedību atgriešanās laikā, gan populācijas sadalījumu uz virsmas.
Saskaņā ar šiem modeļiem ievērojama Habla struktūras daļa sabruktu ārkārtīgi augstas temperatūras un mehāniskie spēki kas rodas, lielā ātrumā šķērsojot atmosfēru. Tomēr tiek sagaidīts, ka daži izturīgāki elementi —piemēram, noteiktas galvenā korpusa daļas vai instrumentu blīvās daļas — tie var sasniegt zemi vai jūru kā fragmenti.
Pētnieki kvantificē risku, ņemot vērā individuālo upuru varbūtība globāli, visā teleskopa trajektorijā. Vidējā scenārijā pētījumā tiek aprēķināta aptuvena varbūtība, ka 1 no 330 ka vismaz viens negadījums notiks Habla orbītas šķērsotajā platuma diapazonā. Attālos apgabalos, piemēram, vismazāk apdzīvotajā reģionā Klusā okeāna dienvidu daļaŠī varbūtība ir ievērojami samazināta, aptuveni līdz 1 no 31.000.
Sliktākais scenārijs rastos, ja teleskopa atliekas nokristu uz blīvi apdzīvotas metropoles teritorijas, piemēram, noteiktos reģionos Indija vai DienvidaustrumāzijaSimulācijās ar īpaši nelabvēlīgiem apstākļiem ziņojumā tiek lēsts, ka varbūtība ir tuvu 1 no 22 ka upuri tiek reģistrēti ekstremālos gadījumos, tādās pilsētās kā Makao, Honkonga vai Singapūra kā piemēri jomām, kurās varētu sagaidīt starp no viena līdz četriem potenciālajiem upuriem.
Šie skaitļi jāinterpretē piesardzīgi, taču tie ilustrē, kāpēc šis jautājums rada bažas kosmosa aģentūrām. NASA pašas noteikumi, īpaši standarts NASA-STD-8719.14C, nosaka, ka Pieņemamajam riskam sabiedrībai šāda veida atkārtotas ieceļošanas gadījumā jābūt vienādam ar vai mazākam par 1 no 10 000.Citiem vārdiem sakot, Habla aprēķinātās vērtības pārsniegt drošības slieksni, ko iestāde uzskata par pieņemamu, kas liek izpētīt papildu risinājumus.
Eiropas un Spānijas kontekstā potenciālie riski tiek novērtēti arī attiecībā uz starptautiskā koordinācijaSpānija, tāpat kā citas Eiropas Savienības dalībvalstis un Eiropas Kosmosa aģentūra, piedalās telpiskās uzraudzības un monitoringa programmas kas ļauj uzraudzīt lielu objektu atrašanās vietu orbītā un paredzēt atgriešanās scenārijus ar zināmu iepriekšēju brīdinājumuGadījumā, ja prognozes norāda uz iespējamu atlūzu trajektoriju virs Eiropas teritorijas, mehānismi civilā aizsardzība un ārkārtas situāciju pārvaldība Tie tiktu aktivizēti koordinētā veidā.
Izpētāmie pasākumi un rīcības joma
Ņemot vērā šo scenāriju, NESC ziņojumā neaprobežojas tikai ar problēmas kvantificēšanu, bet arī tiek izvirzīti jautājumi virkne ieteikumuViens no galvenajiem ir turpināt pilnveidot modeļus. orbītas sabrukšana un atgriešanās, iekļaujot jaunus datus par teleskopa struktūru, tā materiālu uzvedību augstās temperatūrās un atmosfēras augšējo slāņu evolūciju.
Vēl viena darba joma ietver atkārtoti analizēt intervences iespējas pirms orbīta nolaižas pārāk zemu. Lai gan sākotnējais priekšlikums SpaceX un Crew Dragon kapsula Lai gan šodien tas var šķist maz ticams, kosmosa tehnoloģijas strauji mainās, un ir iespējams, ka turpmākajos gados parādīsies jaunas tehnoloģijas. jauni komerciāli vai institucionāli risinājumi kas ļautu vismaz pacelt orbītu par dažiem kilometriem, lai iegūtu laiku vai pat plānotu deorbīta, kas vērsta uz mazāk kritisku okeāna zonu.
Šāda veida iespējamās misijas nav triviālas: tām būtu nepieciešams transportlīdzekļi, kas spēj droši savienoties uz lielu un relatīvi vecu konstrukciju ar ļoti specifisku elektrisko un mehānisko sistēmu. Turklāt būtu jānovērtē izmaksas, riski un zinātniskās prioritātes, salīdzinot Habla daļējai "glābšanai" nepieciešamās pūles ar citām notiekošām misijām, piemēram, Džeimsa Veba kosmiskais teleskops vai nākotnes Eiropas un Amerikas observatorijām.
Kamēr nav pieņemts skaidrs lēmums par mērķtiecīgu glābšanas vai deorbitācijas operāciju, viss norāda uz galveno stratēģiju. rūpīgi uzraudzīt Habla orbitālo evolūcijuTas ietver izsekošanas kampaņas no zemes stacijām, dziļā kosmosa teleskopiem un specializētām radaru sistēmām, no kurām daudzas ir integrētas kosmosa novērošanas tīkli, kuros piedalās Eiropa.
Attiecībā uz iedzīvotājiem, tostarp Spānijas pilsētām un lauku apvidiem, eksperti uzstāj, ka Absolūtais risks tikt ietekmētam ar teleskopa atlūzām ir ļoti zems.Lielāko daļu planētas virsmas klāj okeāni vai reti apdzīvotas teritorijas, un varbūtība, ka konkrēts fragments ietrieksies konkrētā vietā, ir ārkārtīgi zema. Tomēr fakts, ka aprēķini pārsniedz NASA oficiālās robežvērtības, liek šim jautājumam palikt kosmosa drošības darba kārtībā.
Pēc vairāk nekā trīsdesmit gadu ilgas kalpošanas un ar grūti pārspējamu zinātnisko mantojumu Habla nākotne nonāk fāzē, kurā Tehniskiem, drošības un starptautiskās sadarbības jautājumiem ir tikpat liela nozīme kā tīri zinātniskiem jautājumiem.Tas, kas notiks turpmākajos gados — vai tiks apstiprināta misija pacelt orbītu, vai tiks izvēlēta kontrolēta deorbīta, vai tiks pieņemta nekontrolēta atgriešanās atmosfērā ar mazināšanas pasākumiem —, noteiks. ne tikai to, kā beigsies šī vēsturiskā teleskopa mūžsbet arī to, kā lielākās kosmosa lielvalstis tagad pārvaldīs lielu orbitālo infrastruktūru ekspluatācijas beigas.
