स्पेस जंक प्रॉब्लम? बस एक लेजर आग!

यह परिदृश्य विज्ञान कथा नहीं है। 2011 के जून में, अंतरिक्ष पत्रिका बताया गया कि "अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन पर चालक दल के छह सदस्यों को ... दो रूसी सोयुज अंतरिक्ष यान में शरण लेने के लिए कहा गया था।" जैसे-जैसे अधिक उपग्रह अपने परिचालन जीवन के अंत तक पहुँचते हैं, अंतरिक्ष में और ज़मीन पर अधिक स्थान रद्दी आपात स्थिति होगी, निस्संदेह कम सुखद परिणाम के साथ। हमारा युवा अंतरिक्ष फ़ेयरिंग समाज अब तक भाग्यशाली रहा है: आईएसएस अंतरिक्ष कबाड़ को साफ करने में सक्षम रहा है, और गिरने, अनियंत्रित उपग्रहों के शुक्र में महासागरों में गिर गए हैं। लेकिन एक दिन हमारी किस्मत भाग जाएगी।

हालाँकि, आशा है। एक नया पेपर जिसका शीर्षक है लेजर के साथ कक्षीय मलबे को हटाना अंतरिक्ष से मलबे के टुकड़ों पर प्लाज्मा जेट बनाने के लिए, पृथ्वी से एक उच्च-शक्ति स्पंदित लेजर प्रणाली का उपयोग करने का प्रस्ताव करने के लिए अर्क्सिव पर प्रकाशित, उन्हें थोड़ा धीमा कर देता है, जिससे वे पुन: प्रवेश करते हैं और वायुमंडल में जल जाते हैं या समुद्र में गिर जाते हैं।

क्लाउड एसोसिएट्स ने फोटोग्राफिक एसोसिएट्स नाम की एक हाई-टेक कंपनी से उनकी विधि का उल्लेख किया, जिसे लेजर ऑर्बिटल डेब्रिस रिमूवल (LODR) कहा जाता है, जो 15 साल पुरानी लेजर तकनीक का उपयोग करती है जो अब आसानी से उपलब्ध है।

टीम ने माना कि "अंतरिक्ष में पैंतीस वर्षों के खराब हाउसकीपिंग ने अंतरिक्ष के मलबे के कई सौ हजार टुकड़े बना दिए हैं, जो पृथ्वी की निम्न कक्षा (LEO) में एक सेमी से भी बड़े हैं।" ये बड़ी वस्तुओं की तरह प्रतीत नहीं हो सकते हैं, लेकिन डायनामाइट की ऊर्जा घनत्व के साथ, एक बड़ी पेंट चिप भी बड़ी क्षति का कारण बन सकती है।

मलबे को हटाना एक जरूरी काम है क्योंकि वर्तमान में अंतरिक्ष में मलबे की मात्रा "भाग जाने वाले समवर्ती कैस्केडिंग" है, जो एक दूसरे के साथ टकराते हुए वस्तुओं के साथ और भी अधिक मलबे का निर्माण करते हैं।

प्लाज्मा जेट बनाने के अलावा अन्य समाधान भी हैं, लेकिन वे कम प्रभावी और अधिक महंगे दोनों हैं। एक लेज़र का उपयोग किसी वस्तु को धूल में मिलाने के लिए किया जा सकता है, लेकिन इससे एक बेकाबू पिघला हुआ स्प्रे बन जाएगा, जिससे समस्या और भी बदतर हो जाएगी।

ऑब्जेक्ट को टटोलना या डी-ऑर्बिटिंग किट को संलग्न करना दोनों प्रभावी हो सकते हैं। दुर्भाग्य से, उन्हें वस्तु को पकड़ने के लिए तेजी लाने की आवश्यकता के कारण बहुत अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है, जो कि अधिक महंगा समाधान की ओर जाता है - लगभग 27 मिलियन डॉलर प्रति वस्तु। अंत में, वस्तुओं को धीमा करने के लिए गैस, धुंध, या एयरगेल जारी करने का परमाणु विकल्प है, लेकिन यह परिचालन और गैर-परिचालन अंतरिक्ष यान दोनों को प्रभावित करेगा।

अपने पेपर में, Phipps और उनकी टीम का कहना है कि एक लेजर के साथ लंबाई में कुछ सेकंड के प्लाज्मा का जेट बनाकर स्पेस जंक को दूर करना सबसे अच्छा उपाय है, जिसकी लागत केवल 1 मिलियन डॉलर प्रति बड़ी वस्तु और छोटी वस्तुओं के लिए कुछ हजार है। इसके अलावा, छोटी वस्तुओं को केवल एक कक्षा में डी-ऑर्बिट किया जा सकता है, और "167 विभिन्न वस्तुओं को एक दिन में (लेजर के साथ हिट) संबोधित किया जा सकता है, जिससे वायुमंडल को 4.9 साल का समय दिया जा सकता है।"

सभी 167 वस्तुओं को सावधानीपूर्वक ट्रैक करना चाहिए क्योंकि इससे भी बदतर के लिए कयामत के अपने मार्गों को नहीं बदलना चाहिए; हालांकि, अंतरिक्ष कबाड़ की कक्षाओं को समायोजित करने के लिए सिस्टम का उपयोग करना संभव है। कहा जा रहा है कि, अंतरिक्ष मलबे ट्रैकिंग के वर्तमान स्तर LODR को लागू करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं, लेकिन मलबे पर नज़र रखने में सुधार के साथ आसान हटाने और बेहतर परिहार का दोहरा लाभ है। यदि आवश्यक हो तो बेहतर ट्रैकिंग फिर से LODR के साथ पुन: प्रवेश बिंदु और कक्षा संशोधन के बेहतर नियंत्रण के लिए अनुमति देगा।

लेजर से प्रकाश-धक्का एक कक्षा को कैसे संशोधित कर सकता है? जबकि लेजर हवा से मलबे को बाहर नहीं निकालता है, यह अभी भी कक्षीय यांत्रिकी की प्रकृति के कारण प्रभावी है।

एलओडीआर के लिए शोध का मांस वायुमंडल से संबंधित है क्योंकि यदि वायुमंडलीय अशांति को संबोधित नहीं किया जाता है तो लेजर अप्रभावित हो सकता है। LODR जटिल है क्योंकि वातावरण में अशांति का कारण बनता है विकृतियों जैसे कि आप एक गर्म गर्मी के दिन सड़क के ऊपर देखते हैं या उन जैसे जिन्हें आप कांच की बोतल से देखते हैं। यह जटिलता एक लक्ष्य को हिट करने के लिए आवश्यक लक्ष्य के अतिरिक्त है, ठीक उसी तरह जैसे लक्ष्य को चकमा देने के लिए दौड़ने वाले खिलाड़ी को हिट करने की आवश्यकता होती है।

अशांति को रद्द करने के दो तरीके हैं। सबसे पहले, एक वातावरण में एक ज्ञात स्थान पर एक लेजर चमक सकता है, उस स्थान पर सोडियम परमाणुओं को रोमांचक कर सकता है। आकाश में इस बिंदु की ऊंचाई को जानने के बाद, सिस्टम डॉट को पल-पल में लाने के लिए प्रतिबिंबित दर्पण को फ्लेक्स कर सकता है। यह तब स्वतंत्र रूप से आग लगा सकता है।

दूसरे तरीके में एक फेज कंजुगेट (पीसी) मिरर का उपयोग शामिल है, अन्यथा इसे एक रेट्रोफ्लेक्टर के रूप में जाना जाता है, जो प्रकाश को भेजकर स्वचालित रूप से अशांति पैदा कर सकता है, जिसका चरण भिन्नरूप उलट गया है। यह कहना है कि यह एक "विपरीत रूप से विकृत" लेजर बीम को वापस भेज देगा जिसकी विरूपण एक तेज लेजर बीम बनाने वाले वायुमंडल द्वारा की जाती है।

LODR चांदी की गोली नहीं है। वायर्ड रिपोर्ट करती है कि "इस तरह की परियोजना की मुख्य आलोचना अंतरराष्ट्रीय समुदाय से आएगी, जिसे डर हो सकता है कि दुश्मन के उपग्रहों को मारने जैसे सैन्य उद्देश्यों के लिए एक शक्तिशाली पर्याप्त लेजर का उपयोग किया जा सकता है।" वायर्ड तब केसलर के साथ एक साक्षात्कार आयोजित किया; नासा के पूर्व सीनियर साइंटिस्ट फॉर ऑर्बिटल डेब्रिस रिसर्च ने कहा, राजनीति में शामिल होने के कारण, "कोई भी लेजर प्रस्ताव आगमन के लिए मृत था।" हालाँकि, Phipps का दावा है वायर्ड"अगर हमें सही अंतरराष्ट्रीय सहयोग मिलता है, तो कोई भी भेड़ के कपड़े में हथियार होने का विश्वास नहीं करेगा।"

अभी भी अनकही समस्याएं हैं, जैसा कि केसलर बताते हैं, किसी अंतरिक्ष वस्तु के गलत हिस्से को मारने से विनाशकारी परिणाम होंगे। "आप एक उपग्रह के गलत हिस्से को मार सकते हैं या इसे नष्ट करने के लिए पर्याप्त वाष्पीकरण कर सकते हैं।" इसके बावजूद, वस्तु का सावधानीपूर्वक अध्ययन किसी भी खतरे से बच सकता है।