Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
NASA орбиталық қалдықтар бағдарламасы кеңсесі Джонсон ғарыш орталығында орналасқан және орбиталық қалдықтарды зерттеу саласындағы NASA-ның бас орталығы болып табылады. Ол бүкіл әлемде орбиталық қалдықтар мәселелерін шешудегі лидерлігімен танымал. NASA орбиталық қалдықтар бағдарламасы кеңсесі орбиталық ортаны өлшеу және орбиталық ортаны пайдаланушыларды қорғау үшін қабылданатын шараларды азайту бойынша техникалық консенсус әзірлеуде халықаралық бастама көтерді. Орталықта орбиталық қалдықтар ортасын жақсырақ түсіну және олардың өсуін бақылауға болатын шараларды әзірлеу жұмыстары жалғасуда. NASA-дағы орбиталық қалдықтарды зерттеу модельдеу, өлшеу, қорғау, азайту және орбиталық қалдықтардың қайта кіруі сияқты бірнеше негізгі зерттеу бағыттарына бөлінген.
The NASA Orbital Debris Program Office is located at the Johnson Space Center and is the lead NASA center for orbital debris research. It is recognized world wide for its leadership in addressing orbital debris issues. The NASA Orbital Debris Program Office has taken the international lead in conducting measurements of the environment and in developing the technical consensus for adopting mitigation measures to protect users of the orbital environment. Work at the center continues with developing an improved understanding of the orbital debris environment and measures that can be taken to control its growth. Orbital Debris research at NASA is divided into several broad research efforts, involving modeling, measurements, protection, mitigation and reentry of orbital debris.
Модельдеу
НАСА ғалымдары қазіргі және болашақ орбиталық қалдықтар ортасын сипаттау және талдау үшін орбиталық қалдықтар модельдерін әзірлеуді және жаңартуды жалғастыруда. ORDEM2000 сияқты инженерлік модельдер ғарыш кемелері мен спутниктерінің, соның ішінде Халықаралық ғарыш станциясы мен ғарыш шаттлының қалдықтардан зардап шегу тәуекелін бағалау үшін қолданылуы мүмкін. EVOLVE және LEGEND сияқты эволюциялық модельдер болашақ қалдықтар ортасын болжауға арналған. Олар болашақ қалдықтар ортасының әртүрлі жеңілдету шараларына қалай реакция жасайтынын зерттеу үшін сенімді құралдар болып табылады. 2010 жылы ORDEM2000 ORDEM2010-мен алмастырылды. Бұл жаңа нұсқа НАСА ODPO-ның эмпирикалық негіздегі қалдықтарды бағалау модельдеу бағдарламасындағы маңызды жетістік болып табылады. Ұзақ жылдар бойы дамып келе жатқан осы серияның бұл нұсқасына он жылдық қосымша деректер, жаңа расталған жоғары дәлдіктегі орта модельдері, деректер мен модельдерді талдаудың жаңа статистикалық әдістері, GEO арқылы модельдеуді кеңейту, қалдықтардың материалдық тығыздығын ескеру және игло талдау пакетін қамтитын жаңа ғарыш кемесінің, сондай-ақ озық графикалық интерфейсі (GUI) қосылды.
NASA scientists continue to develop and upgrade orbital debris models to describe and characterize the current and future debris environment. Engineering models, such as ORDEM2000, can be used for debris impact risk assessments for spacecraft and satellites, including the International Space Station and the Space Shuttle. Evolutionary models, such as EVOLVE and LEGEND, are designed to predict the future debris environment. They are reliable tools to study how the future debris environment reacts to various mitigation practices. ORDEM2000 was replaced in 2010 by ORDEM2010. This release represents a significant improvement in the NASA ODPO's empirically based debris assessment modeling program. This version of the long running series includes ten years of additional data, new validated high fidelity environment models, new statistical processes for data and model analysis, the extension of the modeling through GEO, the inclusion of debris material density, and a new spacecraft encompassing igloo analysis package, with an advanced companion GUI.
Өлшемдер
Жер орбитасына жақын орбиталық қоқыстарды өлшеу, орбиталық қоқыстар ортасын жерден және ғарыштан бақылау арқылы жүзеге асырылады. Деректер жердегі радарлар мен оптикалық телескоптар, ғарыштағы телескоптар, сондай-ақ ғарыштан оралған ғарыш аппараттарының беттерін талдау нәтижесінде алынады. АҚШ Ғарыш бақылау желісі, Haystack X-диапазондық радары, Solar Max, Long Duration Exposure Facility (LDEF) және Space Shuttle ғарыш кемелерінен алынған беттер маңызды дерек көздерінің қатарында болды. Алынған деректер ортаның модельдерін тексеруге мүмкіндік береді және жаңа қоқыстар көздерін анықтауға көмектеседі.
Measurements of near Earth orbital debris are accomplished by conducting ground based and space based observations of the orbital debris environment. Data is acquired using ground based radars and optical telescopes , space based telescopes, and analysis of spacecraft surfaces returned from space. Some important data sources have been the U. S. Space Surveillance Network, the Haystack X Band Radar, and returned surfaces from the Solar Max, Long Duration Exposure Facility (LDEF), and the Space Shuttle spacecraft. The data provide validation of the environment models and identify the presence of new sources.
Қорғау
Орбиталық қалдықтардан қорғану, жұмыс істеп тұрған ғарыш кемелеріне орбиталық қалдықтардан туындайтын қауіпті бағалау үшін гипер жылдамдық әсерін өлшеуді және ортаның салмағын арттырмай, жақсырақ қорғауды қамтамасыз ететін жаңа материалдар мен жаңа конструкцияларды әзірлеуді қамтиды. Осы жұмыстың нәтижелері модельдермен сипатталған орта мен осы ортаның жұмыс істеп тұрған ғарыш кемелеріне қауіптілігі арасындағы байланысты көрсетеді және қажет болған жағдайда тәуекелді азайту үшін жобалау және жұмыс істеу процедуралары бойынша ұсынымдар береді. Бұл деректер сондай-ақ қайтарылған ғарыш кемелерінің бетіндегі соқтығысу іздерін талдауға және түсіндіруге көмектеседі. Бұл зерттеудің негізгі құрылғысы – Хьюстон қаласындағы NASA JSC-дегі Гипержылдамдық әсер ету технологиясы орталығы (HIT F), бірақ JSC, Нью-Мексико және әртүрлі Қорғаныс министрлігі зертханаларында да басқа да құрылғылар бар.
Orbital debris protection involves conducting hypervelocity impact measurements to assess the risk presented by orbital debris to operating spacecraft and developing new materials and new designs to provide better protection from the environment with less weight penalty. The data from this work provides the link between the environment defined by the models and the risk presented by that environment to operating spacecraft and provides recommendations on design and operations procedures to reduce the risk as required. These data also help in the analysis and interpretation of impact features on returned spacecraft surfaces. The primary facility for this research is the Hypervelocity Impact Technology Facility (HIT F) at NASA JSC in Houston, although there are other facilities at JSC, New Mexico, and various DoD laboratories.
Жеңілдіктер
Орбиталық қалдықтар санының өсуін бақылау NASA, АҚШ және әлемнің негізгі ғарыш саласындағы елдері үшін, болашақ ұрпақтар үшін Жер маңындағы ғарыш кеңістігін сақтау үшін маңызды міндет болып табылады. Жеңілдету шаралары жаңа қалдықтардың пайда болуын азайту немесе тоқтату, кішкентай қалдықтардың соққысына төтеп беруге қабілетті спутниктерді жобалау, сондай-ақ орбиталық режимдерді пайдалану, ғарыш аппараттарының белгілі бір бағыттарын қабылдау және тіпті қалдықтармен соқтығысудан сақтау үшін маневр жасау сияқты операциялық процедураларды іске қосу түрінде болуы мүмкін. 1995 жылы NASA әлемдегі алғашқы ғарыш агенттігі болып, орбиталық қалдықтарды жеңілдету жөніндегі жан-жақты нұсқаулар жиынтығын жариялады. Екі жыл өткен соң, АҚШ үкіметі NASA нұсқауларына негізделген Орбиталық қалдықтарды жеңілдетудің стандартты тәжірибелерін әзірледі. Жапония, Франция, Ресей және Еуропалық ғарыш агенттігі (ESA) сияқты басқа елдер мен ұйымдар да өздерінің орбиталық қалдықтарды жеңілдету жөніндегі нұсқаулықтарын жасады. 2002 жылы, көп жылдық жұмыстың нәтижесінде, 10 елдің ғарыш агенттіктерінен және ESA-дан тұратын Агенттіктер аралық ғарыш қалдықтарын үйлестіру комитеті (IADC) орбиталық қалдықтар санының өсуін жеңілдетуге бағытталған келісімге келген нұсқаулар жиынтығын қабылдады. Бұл нұсқаулар 2003 жылдың ақпан айында Біріккен Ұлттар Ұйымының Сыртқы ғарышты бейбіт мақсаттарда пайдалану жөніндегі комитетінің Ғылыми-техникалық кіші комитетіне ресми түрде ұсынылды.
Controlling the growth of the orbital debris population is a high priority for NASA, the United States, and the major space faring nations of the world to preserve near Earth space for future generations. Mitigation measures can take the form of curtailing or preventing the creation of new debris, designing satellites to withstand impacts by small debris, and implementing operational procedures ranging from utilizing orbital regimes with less debris, adopting specific spacecraft attitudes, and even maneuvering to avoid collisions with debris. In 1995 NASA was the first space agency in the world to issue a comprehensive set of orbital debris mitigation guidelines. Two years later, the U. S. Government developed a set of Orbital Debris Mitigation Standard Practices, based on the NASA guidelines. Other countries and organizations, including Japan, France, Russia, and the European Space Agency (ESA), have followed suit with their own orbital debris mitigation guidelines. In 2002 after a multi year effort, the Inter Agency Space Debris Coordination Committee (IADC), comprising the space agencies of 10 countries as well as ESA, adopted a consensus set of guidelines designed to mitigate the growth of the orbital debris population. These guidelines were formally presented to the Scientific and Technical Subcommittee of the United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space in February 2003.
Қайта кірісу
Ғарыш кеңістігіндегі нысандардың санының артуына байланысты, NASA Жерді айналып жүрген қызметін тоқтатқан ғарыш аппараттары мен ракеталардың жоғарғы сатыларын азайту мақсатында нұсқаулар мен бағалау тәсілдерін қабылдады. Миссиядан кейін кәдеге шығарудың бір жолы – бұл ғарыш аппараттарының орбиталық ыдырау (бақыланбайтын кіру) немесе бақыланатын кіру арқылы қайта кіруіне мүмкіндік беру. Орбиталық ыдырауға аппараттың перигей биіктігін төмендету үшін қозғалтқыштарды іске қосу арқылы қол жеткізіледі, соның салдарынан атмосфералық қарсылық ғарыш аппаратының кіруіне себеп болады. Дегенмен, қалдықтардың құлау аймағының адамдар тұратын жерлерге тимейтініне кепілдік беру мүмкін емес. Бақыланатын кіру әдетте, ғарыш аппаратын тік траектория бұрышымен атмосфераға енгізу үшін үлкен жанармай мөлшерін және қуаттырақ қозғалтқыш жүйесін пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Одан кейін аппарат дәл ендік, бойлық және теңізде орналасқан, көбінесе адамдар тұрмайтын аймаққа кіреді. Орбиталық ыдырау немесе бақыланатын кіру арқылы қайта кіретін ғарыш аппараттары әдетте 84-72 км биіктікте аэродинамикалық күштердің салдарынан рұқсат етілген құрылымдық жүктемеден асып, ыдырайды. Ғарыш аппараттарының ыдырауының шамамен биіктігі 78 км деп есептеледі. Ірі, берік және тығыз спутниктер көбінесе төменгі биіктікте ыдырайды. Күн батареялары әдетте 90-95 км биіктігінде ғарыш аппаратының бас бөлігінен аэродинамикалық күштердің салдарынан батарея/ғарыш аппаратының қосылған жеріндегі рұқсат етілген иілу моментінен асып, бөлінеді. Ғарыш аппараты (немесе бас бөлігі) ыдырағаннан кейін жеке компоненттер немесе сынықтар биіктігін жоғалтады және жойылғанға дейін немесе Жерге соқтығысқанға дейін аэрожынтыққа ұшырайды. Көптеген ғарыш аппараттарының компоненттері алюминийден жасалған, оның балқу температурасы төмен. Осының салдарынан, бұл компоненттер көбінесе жоғарырақ биіктікте жойылады. Алайда, егер нысан жоғары балқу температурасы бар материалдан жасалса (мысалы, титан, тот баспайтын болат, бериллий, көміртек), ол төменгі биіктікте жойылады және көп жағдайда аман қалады. Сондай-ақ, егер нысан корпустың ішінде орналасқан болса, ішкі нысанға едәуір аэрожынтық әсер етуге дейін корпус жойылған болуы керек. Кейбір нысандардың балқу температурасы өте жоғары болуы мүмкін, сондықтан олар ешқашан жойылмайды, бірақ өте жеңіл (мысалы, вольфрам қабаттары) болғандықтан өте төмен жылдамдықпен соқтығысады. Осының салдарынан, соқтығыс кезіндегі кинетикалық энергия кейде 15 Дж-тан төмен болады, бұл адам зардап шегу ықтималдығының өте төмен шегі. Осылайша, осы нысандар үшін есептелген қалдықтардың құлау аймақтары қайта кірудің аман қалу мүмкіндігін талдаудағы жалпы қалдықтардың құлау аймағына кірмейді. Ғарыш аппараттарының компоненттерінің қайта кірудің аман қалу мүмкіндігі NASA-ның екі әдісінің бірімен есептеледі. Бірі – "Қалдықтарды бағалау бағдарламалық құралы" (DAS), бұл консервативті, "Жеңілдету" бөлімінде табылған төмен дәлдікті бағдарламалық құрал, ал екіншісі – Object Reentry Survival Analysis Tool (ORSAT) деп аталатын толық және жоғары дәлдікті бағдарламалық құрал.
Because of the increasing number of objects in space, NASA has adopted guidelines and assessment procedures to reduce the number of non operational spacecraft and spent rocket upper stages orbiting the Earth. One method of postmission disposal is to allow reentry of these spacecraft, either from orbital decay (uncontrolled entry) or with a controlled entry. Orbital decay may be achieved by firing engines to lower the perigee altitude so that atmospheric drag will eventually cause the spacecraft to enter. However, the surviving debris impact footprint cannot be guaranteed to avoid inhabited landmasses. Controlled entry normally occurs by using a larger amount of propellant with a larger propulsion system to drive the spacecraft to enter the atmosphere at a steeper flight path angle. It will then enter at a more precise latitude, longitude, and footprint in a nearly uninhabited impact region, generally located in the ocean. Spacecraft that re enter from either orbital decay or controlled entry usually break up at altitudes between 84 72 km due to aerodynamic forces causing the allowable structural loads to be exceeded. The nominal breakup altitude for spacecraft is considered to be 78 km. Larger, sturdier, and denser satellites generally breakup at lower altitudes. Solar arrays frequently break off the spacecraft parent body around 90 95 km because of the aerodynamic forces causing the allowable bending moment to be exceeded at the array/spacecraft attach point. After spacecraft (or parent body) breakup, individual components or fragments will continue to lose altitude and receive aeroheating until they either demise or survive to impact the Earth. Many spacecraft components are made of aluminum, which has a low melting point. As a result, these components usually demise at a higher altitude. On the other hand, if an object is made of a material with a high melting point, (e. g., titanium, stainless steel, beryllium, carbon carbon), the object will demise at a lower altitude and in many cases will survive. Also, if an object is contained inside a housing, the housing must demise before the internal object receives significant aeroheating. Some objects may have a very high melting point temperature such that they can never demise, but are so light (e. g., tungsten shims) that they impact with a very low velocity. As a result, the kinetic energy at impact is sometimes under 15 J, a threshold below which the probability of human casualty is very low. Thus, the debris casualty areas computed for these objects do not figure into the total debris casualty area in a reentry survivability analysis. The reentry survivability of spacecraft components is computed by either of two NASA methods. One is the Debris Assessment Software (DAS), a conservative, lower fidelity software tool found under the "Mitigation" section and the second is a more accurate and higher fidelity software tool called the Object Reentry Survival Analysis Tool (ORSAT).