Beh, cavolo, questa domanda potrebbe anche avere il mio nome stampato direttamente su di essa!

La protezione della navicella spaziale dalla minaccia dei detriti orbitali è disponibile in due versioni:

• Scudo e resistere
• Rileva ed evita

Per iniziare, la pagina 5 di questo documento della NASA presenta una buona approssimazione del primo ordine del LEO generale minaccia di detriti orbitali. Vedrai alcune variazioni con l'altitudine e l'inclinazione, ma per la maggior parte, la forma del grafico è generalmente la stessa. La linea rappresenta il flusso cumulativo inverso, ovvero il numero di particelle per metro quadrato all'anno di una data dimensione o maggiore da tutte le direzioni combinate. È importante notare che questo flusso è su una scala logaritmica. Il testo vicino alle frecce spesse indica la sorgente dati che informa il modello per gli intervalli di dimensioni indicati.

All'estrema sinistra del grafico, abbiamo un numero molto elevato di particelle molto piccole. La maggior parte di questi sono irrilevanti dal punto di vista operativo a meno che non si disponga di superfici particolarmente sensibili come il telescopio o l'ottica della fotocamera. La maggior parte delle superfici richiede una schermatura minima o nulla per resistere ai colpi in questi intervalli di dimensioni.

Man mano che la dimensione delle particelle aumenta, inizi a richiedere una schermatura dedicata per proteggere il tuo hardware. Questi scudi in genere ti proteggeranno fino a una dimensione massima per gli impatti tipici. Capacità di protezione più grandi significano più massa e non scala linearmente, quindi è necessario stabilire un limite affinché un dato veicolo spaziale sia abbastanza leggero da volare.

Oggetti abbastanza grandi possono essere rilevati ed evitati. Il rilevamento e l'evitamento richiedono tempo per essere pianificati ed eseguiti: diverse orbite. Non è niente come quello che vedresti in un film. Di particolare importanza è il fatto che tutta la capacità di rilevamento ed evitamento è dovuta all'uso di risorse di localizzazione a terra. Negli Stati Uniti, ciò si presenta in genere sotto forma di avvisi di congiunzione da JSpOC / USSTRATCOM (vedi qui per maggiori informazioni). Queste informazioni provengono principalmente dalla rete di sorveglianza spaziale e le dimensioni tipiche degli "oggetti tracciati" sono indicate da "SSN" nel grafico evidenziato sopra.

Al di sotto di una certa dimensione critica, gli oggetti nello spazio non possono essere tracciati in modo affidabile . La loro presenza è osservabile usando radar e telescopi in modalità "fissa" ("Goldstone", "HAX" e "Haystack"), ma questo ti dà solo il conteggio della popolazione, non il monitoraggio. Questi oggetti in generale non possono essere rilevati ed evitati e sono in intervalli di dimensioni per i quali una schermatura efficace è praticamente massiccia per tutte le superfici hardware tranne le più critiche.

Come per quasi tutte le applicazioni di veicoli spaziali, è impossibile azzerare il rischio di perdita della missione o del veicolo. (In effetti, il veicolo spaziale più sicuro è quello che non vola!) È necessario prendere decisioni attentamente ponderate sui livelli di rischio da accettare. Queste decisioni si basano sui dati sottostanti che alimentano i calcoli del rischio che sono validi in futuro.

Un rilascio inaspettato di un gran numero di oggetti saldamente nel mezzo del "troppo piccolo per rilevare e troppo grande per praticamente scudo contro "la regione a un'altitudine per la quale potrebbero piovere attraverso le orbite di risorse critiche per mesi o anni a venire sarebbe un enorme sconvolgimento nel processo decisionale basato sul rischio. Per l'hardware già in orbita, ciò aumenterebbe notevolmente il rischio di una perdita catastrofica oltre i livelli accettabili. A livelli sufficientemente alti, potrebbe rendere LEO troppo pericoloso da abitare per anni o decenni.

Ci sono alcune informazioni necessarie per spiegare perché si potrebbe diffidare di oggetti di 1 cm:

Oggetti piccoli come 4 pollici (circa 10 cm) possono essere visti dai radar o telescopi ottici sulla Terra

Oops, non posso vederli.

Ci sono anche milioni di pezzi di detriti più piccoli di un terzo di pollice (1 cm). In orbita terrestre bassa, gli oggetti viaggiano a 4 miglia (7 chilometri) al secondo. A quella velocità, una minuscola macchia di vernice racchiude lo stesso pugno di un oggetto da 550 libbre che viaggia a 60 miglia all'ora. Un tale impatto non solo può danneggiare componenti critici come oggetti pressurizzati, celle solari o cavi, ma può anche creare nuovi pezzi di detriti potenzialmente minacciosi.

Anche un granello delle dimensioni di sale che colpisce la navetta spaziale crea orbitale detriti.

Ahi, si moltiplica.

^{Credito immagine: ESA / NASA}

Il chip che vedi nell'immagine sopra ha un diametro di 7 mm e orbita sopra di noi incorporato in una delle finestre della Stazione Spaziale Internazionale. È minuscolo e sicuramente un chip non è una crepa, ma nel vuoto dello spazio devi prendere sul serio anche il più piccolo degli impatti.

Per fortuna, le finestre usate sulla stazione spaziale sono fatte di materiale robusto: vetro borosilicato, silice fusa e vetro quadruplo per una protezione extra. Il chip è stato causato da detriti spaziali solo pochi millesimi di millimetro . Potrebbe essere stato solo un fiocco di vernice o un minuscolo pezzo di metallo.

^{enfasi aggiunta}

Oddio, un po 'può fare molto di danni!

Cos'altro hai bisogno di sapere?

Fonti:

• Space Junk: Rilevamento e rimozione dei detriti orbitali - Space.com
• I detriti spaziali che colpiscono la finestra della ISS creano un chip da 7 mm - Geek.com

La domanda originale non ha una risposta esauriente. In qualità di ingegnere che ha lavorato sulla ISS per sette anni durante la progettazione critica, gli IMPATTI PER L'INGEGNERE CHE LAVORA SULLA ISS includono: (1) progettare apparecchiature esposte per resistere in sicurezza all'impatto utilizzando tecniche testate, (2) o spostare le apparecchiature in un luogo più protetto, (3) o in casi difficili chiedete al capo ingegnere di inserire il vostro progetto nell'elenco delle apparecchiature così sensibili che l'intera ISS deve essere spostata in orbita per evitare detriti in arrivo, (4) o per le apparecchiature già presenti sulla ISS eseguire valutazioni dei danni e dei pericoli.

Altri impatti particolarmente negativi dei cuscinetti a sfera sono che: (a) l'intera ISS è progettata per resistere all'impatto di un oggetto di 1 cm, quindi un colpo da questi cuscinetti a sfera mette l'intera stazione esattamente nel suo design peggiore condizione in modo che la maggior parte delle attrezzature dovrebbe sopravvivere, (b) i cuscinetti a sfera in acciaio sono particolarmente dannosi perché sono molto resistenti e possono sopravvivere alla maggior parte degli impatti iniziali e andare avanti.

Altre risposte sopra sono corrette sul pericolo in LEO alla ISS o qualsiasi altro veicolo spaziale in orbita con un'inclinazione o un'altitudine diversa dai detriti. La ISS è inclinata a 51 ° mentre la maggior parte dei lanci da Capo sono inclinati a 28 ° e quelli da Baikonur sono a 45 °, inoltre ci sono molti veicoli spaziali che cambiano la loro inclinazione dopo il lancio, quindi ci sono molte possibilità per un colpo, su per includere la collisione frontale.

Infine, solo per essere chiari sulla domanda di animazione TESS sopra relativa a un adattatore di interfaccia booster e al morsetto Marmon che viene rilasciato in un'orbita indefinita, ci sono trattati e requisiti internazionali per il lancio licenze e licenze per le operazioni di veicoli spaziali che PROIBISCONO IL RILASCIO DI QUALCHE COSA che non rientrerà e non brucerà, né farà nulla in orbita che rilasci qualsiasi tipo di detrito.

Queste sono informazioni sui detriti - https: // www.orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faq.html

Queste sono informazioni sulla progettazione di un ambiente di detriti - https://www.nap.edu/read/5532 / capitolo / 6.

A quanto pare hanno letto la risposta di @ Tristan. Quanto è potente Stack Exchange!

L'ho appena visto in Buzzfeed (Google mi ha mandato lì, normalmente non lo leggo): I ricchi presto saranno in grado di acquistare falsi rovesci di meteoriti On Demand.

ALE ha volutamente abbassato l'orbita del suo satellite al di sotto dell'altitudine di 250 miglia della Stazione Spaziale Internazionale per evitare rischi di collisione. Solo circa 40 satelliti viaggiano a un'altezza inferiore a 220 miglia, ha detto Rodenbaugh, e l'azienda prevede di controllare tre volte prima del lancio di una stella cadente con il catalogo delle traiettorie satellitari del Comando strategico degli Stati Uniti. Qualsiasi possibilità che una meteora artificiale arrivi entro 200 miglia da un satellite annullerà l'evento.

"Abbiamo eseguito una simulazione del rilascio di particelle ogni ora per un anno rispetto al catalogo e non abbiamo trovato ci siamo avvicinati ", ha detto Rodenbaugh.

Per ora è fantastico. Ma nel prossimo decennio, SpaceX di Elon Musk prevede di mettere 7.500 nuovi satelliti Internet a banda larga in orbite a circa 210 miglia di altezza, appena sotto i satelliti di ALE. Altre aziende stanno pianificando flotte satellitari simili, ha osservato Seitzer.

e versioni successive:

Inoltre, alcuni satelliti per la sicurezza nazionale non sono volutamente elencati nel catalogo dei satelliti su cui ALE farà affidamento, ha osservato il tenente colonnello Charles Phillips in pensione dell'Air Force. Ha indicato i rapporti pubblicati sui satelliti spia del National Reconnaissance Office che scendono fino a 158 miglia di altitudine sulle loro traiettorie . (enfasi aggiunta)

"Se il satellite Sky Canvas colpisce accidentalmente un [satellite spia] potrebbero esserci persone arrabbiate", ha detto Phillips a BuzzFeed News via e-mail. "Ovviamente tutti vogliono incoraggiare l'innovazione e l'uso commerciale dello spazio, ma questo uso richiede misure straordinarie per evitare che altri veicoli spaziali vengano colpiti, letteralmente".

Il primo lancio di ALE è stato approvato dalla Japan Aerospace Exploration Agency, ha detto Rodenbaugh a BuzzFeed News. L'azienda ha anche consultato la NASA, l'Agenzia spaziale europea e il Dipartimento della difesa degli Stati Uniti, ha affermato, e in modo informale con le agenzie spaziali cinese e russa.

"Siamo più che felici di avvicinare chiunque e parlare su qualsiasi preoccupazione che potrebbero avere su qualsiasi cosa abbiano in orbita ", ha detto Rodenbaugh. "Vogliamo che questo funzioni per tutti".

Josh Rodenbaugh: un membro del team delle operazioni satellitari di ALE

Patrick Seitzer: astronomo dell'Università del Michigan