Harpooning Space Junk är inte så galen som det låter

I 10 år störde Europeiska rymdverkets Envisat-satellit varje 100 minuter. När det skedde genom rymden i en höjd av 486 miles övervakade en rad nio instrument jordens atmosfär, land, hav och iskapslar. Därefter blev 2012 mörk i skolbussstorlek. Sex år senare är det fortfarande där ute, i extraplanetisk limbo och gör inget alls alls.

Rymden är bortom stor och för det mesta tom, men jordens lägsta banor är trånga och fulla av papperskorgen. År 2013 observerade NASA 500 000 bitar skräp-20 000 av dem större än ett softball-och uppskattat att det finns miljoner där uppe, för små för att spåras tills de har dinged eller slog andra satelliter eller rymdfordon. (Flyttar med en hastighet upp till 17.500 miles per timme, även lite kan orsaka avsevärd skada.) Envisat är inte det enda som blockerar bana, men det är en av de största och mest övertygande. Populär mekanik kallade det "Moby Dick of space junk."

Under åren har det funnits många idéer för hur man hanterar rymdskräp, från att fästa det i ett nät för att steka det med lasrar. NASA är för närvarande på jobbet med ett gripande verktyg inspirerat av geckos fötter. Förra veckan, BBC rapporterade att ingenjörer på Airbus jobbar med en ny idé som tar en aning från Ahab: en harpun som skulle kunna fånga Envisat och andra utrymme skräp. Vapnet skulle kopplas till en rymdfarkost, Alastair Wayman, en av projektets ingenjörer, berättade BBC, så "allt du behöver göra är att sitta långt bort, vänta på att målet ska rotera under dig, och vid det rätta ögonblicket, elda din harpun." När dess spets genomträngde objektet ifråga skulle barbs dyka upp och hålla skräp snabbt och tillåter rymdfarkosten att dra bort den. Under första försöken i ett labb, där forskare har använt tryckluft för att kasta harpan på metallplåtar, har verktyget skivat "som en het kniv genom smör", sa Wayman. En miniatyrversion kommer att gå upp i rymden nästa månad, och gruppen RemoveDebris kommer att mata ut några skräp och försök sedan ta tillbaka dem.

Denna rymd harpoon går för en testkörning nästa månad. Flygbuss

Även om en rymd harpoon låter mer som Khanens vrede än Apollo 13, premissen kanske inte är så fantastisk. John Crassidis, professor i maskin- och rymdteknik vid University of Buffalo och expert på rymdskräp, säger att konceptet är "snyggt". Om du vill "ta ut en stor satellit", tillägger han, "det är nog en bra idé .”

Det är viktigt att drabbade massiva föremål i omlopp eftersom vi inte alltid vet när och var de kommer att falla tillbaka till jorden, och de kan inte bara brinna upp i atmosfären. Kinas Tiangong-1 rymdstation, till exempel, förväntas återuppta atmosfären de närmaste veckorna, men de potentiella landningsplatserna spänner över flera kontinenter. Tumblingstrukturen kommer förmodligen inte att orsaka mycket skada, men en tångad harpun kan låta oss styra en nedstigning - in i det stora Stilla havet, säg.

Men det är inte så enkelt. Det finns en chans att harpunen inte går i ren men bryter faktiskt sin målsättande, otaliga små fragment i omlopp istället för en stor, spårbar (som det som hände när Kina avsiktligt exploderade en av sina gamla satelliter under 2007). Och om lanseringssatelliten är bunden till målet, kommer båda att brinna. "Det förlorar din satellit för att få en annan satellit," säger Crassidis, och kostnaden kan vara betydande. Att lägga till kostnaden är det faktum att du inte riktigt kan samla mer än en bit sopor på det här sättet. "Du kan inte bara gå upp och enkelt gå från en bana till en annan för att plocka upp en massa objekt, eftersom allt reser i olika riktningar" och eventuellt snurrar, säger Donald Kessler, en pensionär astrofysiker som helnade NASAs Orbital Debris Program Office. Lisa Ruth Rand, en rymdskrämmande forskare och doktorand i historia vid University of Wisconsin-Madison, ser också ett hav av juridiska frågor. Fördraget om yttre rymden 1967 föreskriver att ingen äger utrymme, men människor, företag och länder äger objekten som rör sig genom det. Om du ska gå till spearfishing för en satellit, slår du bäst på den rätta och är säker på att du har "vattentätt tillåtelse att göra det och ta det ner", säger Rand.

Envisat, den långdöda satelliten, kan vara en kandidat för harpooning. ESA / AFP / Getty Images

Även om harpongen kan ta tag i de största bitarna av papperskorgen, kommer det inte göra mycket mot de miljoner mindre fragmenten. "Det finns inte mycket vi kan göra med dem", säger Kessler. "Det är bara för många av dem. Vi kommer aldrig att sopa dem ut därifrån. "Istället för att gå efter dessa med harpuner, nät eller lasrar, förespråkar Rand ett mer hands-off-tillvägagångssätt, speciellt för objekt i jordbana. Denna region "är den mest trånga, men också den mest effektiva hanteringen genom att låta naturmiljön göra vad den gör", säger Rand. Orbiter bryts ned, skräp faller och förbränner. Rand beskriver detta som "som en flod - när vi sätter in en skräp i floden, bär den den borta."

Den bästa lösningen för framtiden är att inte introducera mer skräp än nödvändigt. Förenta nationerna har utfärdat rekommendationer för att förhindra och begränsa rymdskräp, men det finns inga bindande internationella avtal. "Du beter sig bra och vill att alla ska uppträda bra", säger Rand. Att klamra upp en uppförandekod och följa den - är speciellt viktig eftersom nanosatelliter prolifererar. Dessa mindre föremål har inte mycket i vägen för framdrivning, säger Crassidis och de kör ofta sina små bränslereservat torra för att slutföra sina uppdrag, istället för att hålla lite tillbaka för att se till att de kan omdirigera in i atmosfären, där de skulle bränna upp.

Det finns ingen himmelsk sopbil som kommer, men harpoonidén kan hjälpa under mycket specifika omständigheter. Hittills är det mer teoretiskt än praktiskt, men "jag välkomnar dessa nya idéer. Det finns så många riktigt coola där ute, säger Crassidis. "Vi kan inte bara fortsätta att dumpa dessa saker till våra barn och barnbarn."