1960 के दशक से, नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियां कक्षा में अधिक से अधिक सामान भेजती रही हैं। रॉकेटों के खर्च किए गए चरणों, खर्च किए गए बूस्टर और उपग्रहों के बीच, जो निष्क्रिय हो गए हैं, वहाँ कृत्रिम वस्तुओं की कोई कमी नहीं है। समय के साथ, इसने अंतरिक्ष मलबे की महत्वपूर्ण (और बढ़ती) समस्या पैदा की है, जो अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ISS), सक्रिय उपग्रहों और अंतरिक्ष यान के लिए एक गंभीर खतरा बन गया है।
जबकि मलबे के बड़े टुकड़े - 5 सेमी (2 इंच) से लेकर 1 मीटर (1.09 गज) व्यास के होते हैं - नियमित रूप से नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियों द्वारा निगरानी की जाती है, छोटे टुकड़े अवांछनीय होते हैं। मलबे के ये छोटे-छोटे टुकड़े कितने आम हैं, इससे ऐसी वस्तुएं बनती हैं जो एक गंभीर खतरे के आकार में लगभग 1 मिलीमीटर मापती हैं। इसे संबोधित करने के लिए, ISS एक नए उपकरण पर भरोसा कर रहा है, जिसे Space Debris Sensor (SDS) के नाम से जाना जाता है।
यह कैलिब्रेटेड इम्पैक्ट सेंसर, जो स्टेशन के बाहरी हिस्से पर लगा होता है, छोटे-छोटे अंतरिक्ष मलबे के कारण होने वाले प्रभावों की निगरानी करता है। सेंसर को सितंबर में वापस आईएसएस में शामिल किया गया था, जहां यह अगले दो से तीन वर्षों तक प्रभावों पर नजर रखेगा। इस जानकारी का उपयोग कक्षीय मलबे के वातावरण को मापने और चिह्नित करने और अंतरिक्ष एजेंसियों को अतिरिक्त प्रति-उपाय विकसित करने में मदद करने के लिए किया जाएगा।
लगभग 1 वर्ग मीटर (~ 10.76 फीट about) मापने वाला, एसडीएस एक बाहरी पेलोड साइट पर रखा गया है जो आईएसएस के वेग वेक्टर का सामना करता है। सेंसर में कैप्टन की एक पतली सामने की परत होती है - एक पॉलिमाइड फिल्म जो अत्यधिक तापमान पर स्थिर रहती है - इसके बाद दूसरी परत 15 सेमी (5.9 इंच) स्थित होती है। यह दूसरी कैप्टन परत ध्वनिक सेंसर और प्रतिरोधक तारों के ग्रिड से सुसज्जित है, इसके बाद एक संवेदना-एम्बेडेड बैकस्टॉप है।
यह विन्यास सेंसर को किसी भी छोटे मलबे के आकार, गति, दिशा, समय और ऊर्जा को मापने की अनुमति देता है, जिसके संपर्क में आता है। जबकि ध्वनिक सेंसर एक मर्मज्ञ प्रभाव के समय और स्थान को मापते हैं, ग्रिड प्रभाव के आकार के अनुमान प्रदान करने के लिए प्रतिरोध में परिवर्तन करता है। बैकस्टॉप के सेंसर्स एक इंफ़ेक्टर द्वारा बनाए गए छेद को भी मापते हैं, जिसका उपयोग इफ़ेक्टर के वेग को निर्धारित करने के लिए किया जाता है।
इस डेटा को तब न्यू मैक्सिको में व्हाइट सैंड्स टेस्ट फैसिलिटी में और ब्रिटेन में केंट विश्वविद्यालय में वैज्ञानिकों द्वारा जांच की जाती है, जहाँ नियंत्रित परिस्थितियों में हाइपरलेन्स टेस्ट किए जाते हैं। डॉ। मार्क बर्चेल के रूप में, केंट विश्वविद्यालय से एसडीएस पर सह-जांचकर्ताओं और सहयोगियों में से एक ने अंतरिक्ष विज्ञान के माध्यम से बताया:
“विचार एक बहु परत डिवाइस है। जब आप प्रत्येक परत से गुजरते हैं तो आपको एक समय मिलता है। एक परत में संकेतों को त्रिकोणीय करने से आपको उस परत में स्थिति मिलती है। तो दो बार और स्थिति एक वेग देते हैं ... यदि आप गति और दिशा जानते हैं, तो आप धूल की कक्षा प्राप्त कर सकते हैं और यह बता सकते हैं कि क्या यह संभावना गहरे अंतरिक्ष (प्राकृतिक धूल) से आती है या उपग्रहों के समान पृथ्वी की कक्षा में है इसलिए संभावना मलबे है। यह सब वास्तविक समय में है क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनिक है। ”
यह डेटा आईएसएस में सवार यात्रियों के जोखिमों की निगरानी करने और अंतरिक्ष में छोटे पैमाने पर मलबे के मौजूद होने के अधिक सटीक अनुमान उत्पन्न करने की अनुमति देकर सुरक्षा में सुधार करेगा। जैसा कि कहा गया है, कक्षा में मलबे के बड़े टुकड़ों की नियमित रूप से निगरानी की जाती है। इनमें लगभग 20,000 वस्तुएं हैं जो एक बेसबॉल के आकार के बारे में हैं, और एक अतिरिक्त 50,000 जो संगमरमर के आकार के बारे में हैं।
हालांकि, एसडीएस उन वस्तुओं पर केंद्रित है जो 50 माइक्रोन और 1 मिलीमीटर व्यास के बीच हैं, जो लाखों में हैं। हालांकि छोटे, तथ्य यह है कि ये वस्तुएं 28,000 किमी / घंटा (17,500 मील प्रति घंटे) से अधिक गति से चलती हैं, इसका मतलब है कि वे अभी भी उपग्रहों और अंतरिक्ष यान को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचा सकते हैं। इन वस्तुओं की समझ पाने में सक्षम होने और वास्तविक समय में उनकी आबादी कैसे बदल रही है, नासा यह निर्धारित करने में सक्षम होगा कि क्या कक्षीय मलबे की समस्या बदतर हो रही है।
यह जानते हुए कि मलबे की स्थिति क्या है, इसे कम करने के तरीके खोजने के लिए भी आंतरिक है। यह न केवल तब काम आएगा, जब यह आईएसएस के संचालन के लिए आता है, बल्कि आने वाले वर्षों में जब स्पेस लॉन्च सिस्टम (एसएलएस) और ओरियन कैप्सूल अंतरिक्ष में ले जाएंगे। जैसा कि Burchell ने कहा, यह जानना कि टक्कर कितनी संभावित होगी, और वे किस प्रकार के नुकसान का कारण बन सकते हैं, इससे अंतरिक्ष यान डिजाइन को सूचित करने में मदद मिलेगी - विशेष रूप से जहां परिरक्षण का संबंध है।
"ओ [] nce आप जानते हैं कि आप खतरों से बचाने के लिए भविष्य के मिशनों के डिजाइन को समायोजित कर सकते हैं, या आप अधिक प्रेरक हैं जब उपग्रह निर्माताओं को बता रहे हैं कि उन्हें भविष्य में कम मलबे पैदा करना है," उन्होंने कहा। "या आप जानते हैं कि क्या आपको वास्तव में पुराने उपग्रहों / कबाड़ से छुटकारा पाने की आवश्यकता है, इससे पहले कि यह टूट जाए और छोटे मिमी पैमाने के मलबे के साथ पृथ्वी की कक्षा में बारिश हो।"
एसडीएस पर सह-अन्वेषक होने के अलावा, डॉ। जेर ची लीउ, जॉनसन स्पेस सेंटर में ऑर्बिटल मलबे के लिए नासा के मुख्य वैज्ञानिक और ऑर्बिटल डेब्रिस प्रोग्राम ऑफिस के प्रोग्राम मैनेजर भी हैं। जैसा कि उन्होंने अंतरिक्ष पत्रिका को ईमेल के माध्यम से समझाया:
“मिलीमीटर के आकार की कक्षीय मलबे वस्तुओं का प्रतिनिधित्व करते हैं उच्चतम प्रवेश जोखिम कम पृथ्वी की कक्षा (एलईओ) में परिचालन अंतरिक्ष यान के बहुमत के लिए। एसडीएस मिशन दो उद्देश्यों की पूर्ति करेगा। सबसे पहले, एसडीएस आईएसएस ऊंचाई पर छोटे मलबे पर उपयोगी डेटा एकत्र करेगा। दूसरा, मिशन एसडीएस की क्षमताओं का प्रदर्शन करेगा और नासा को भविष्य में उच्च लियो ऊंचाई पर मिलीमीटर के आकार के मलबे पर प्रत्यक्ष माप डेटा एकत्र करने के लिए मिशन के अवसरों की तलाश करने में सक्षम करेगा - विश्वसनीय ऑर्बिटल मलबे प्रभाव जोखिम मूल्यांकन और लागत के लिए आवश्यक डेटा LEO में भविष्य के अंतरिक्ष अभियानों की बेहतर सुरक्षा के लिए प्रभावी शमन उपाय। "
इस प्रयोग के परिणाम स्पेस शटल कार्यक्रम द्वारा प्राप्त पिछली जानकारी पर आधारित हैं। जब शटल पृथ्वी पर लौट आए, तो इंजीनियरों की टीमों ने हार्डवेयर का निरीक्षण किया जो मलबे के आकार और प्रभाव के वेग को निर्धारित करने के लिए टकराव से गुजरा। एसडीएस उच्च ऊंचाई पर भविष्य के मिशनों के लिए प्रभाव सेंसर प्रौद्योगिकी की व्यवहार्यता को भी मान्य कर रहा है, जहां आईएसएस की ऊंचाई पर मलबे से अंतरिक्ष यान तक के जोखिम अधिक हैं।
