Especialistas de la Universidad Nacional de Investigación de Samara, en honor al académico S.P. Korolev, han desarrollado un nuevo método para combatir la basura espacial. Se basa en el modelado matemático del proceso de "soplar" los escombros de la órbita mediante un haz de iones. Los resultados se publicaron en la revista Vestnik St. Petersburg University, Mathematics.
Según los investigadores, incluso las partículas diminutas de basura pueden representar un peligro para los satélites y la Estación Espacial Internacional. Los objetos más grandes, como los restos de cohetes o los satélites viejos, pueden provocar daños catastróficos. Hoy en día, hay decenas de miles de unidades de basura en la órbita terrestre, y su número sigue creciendo.
La nueva tecnología propone el uso de una nave espacial "limpiadora" que dirige un flujo iónico hacia el objeto de basura. Las partículas de la corriente impactan en la superficie del escombro, creando una pequeña fuerza. Esta fuerza es suficiente para cambiar gradualmente la trayectoria del objeto y sacarlo de la órbita. "De hecho, estamos soplando la basura con una antorcha de motor electro-reactivo, y se frena, saliendo de la órbita", explicó Alexander Ledkov, profesor asociado del Departamento de Mecánica Teórica de la Universidad de Samara.
La principal dificultad del método radica en que la fuerza creada es extremadamente pequeña, solo centésimas de Newton. El proceso de eliminación de basura puede llevar meses, lo que requiere cálculos complejos y prolongados. Para reducir la carga, los científicos han desarrollado un modelo matemático simplificado. Se basa en las ecuaciones de Gauss y el método de promediación de Volosov, y permite calcular las trayectorias de la basura más rápido y sin pérdida de precisión. El efecto es especialmente notable al analizar objetos giratorios, donde los métodos estándar requieren enormes recursos.
La basura espacial es una de las amenazas más serias para la exploración del espacio. Con cada año que pasa, aumenta el riesgo de colisión de los satélites en funcionamiento con los escombros. La solución de este problema es fundamental para la seguridad de los vuelos espaciales, el funcionamiento estable de los sistemas de navegación y telecomunicaciones, de los que depende la vida moderna.