7 Minutės
Trijų Kinijos taikonautų suplanuotas grįžimas į Žemę buvo atidėtas po to, kai į jų Shenzhou-20 reentry (grįžimo) kapsulę pataikė objektas, kol ji dar buvo prijungta prie Tiangong kosminės stoties. Netikėtas smūgis, apie kurį pranešė Kinijos žmogaus kosmoso agentūra (China Manned Space Agency, CMSA), privertė misijos vadovus išsamiai įvertinti riziką ir užtikrinti įgulos bei stoties saugumą.
Kas nutiko Shenzhou-20?
Pagal viešai pateiktus pranešimus ir žiniasklaidos ataskaitas, sekusias misiją, Shenzhou-20 grįžimo kapsulė buvo smarkiai paveikta objekto, kurį preliminariai identifikavo kaip orbitines šiukšles, vos kelias valandas prieš numatytą atjungimą ir reentry į atmosferą. Trijų astronautų ekipažas — Wang Ji, Chen Zhongrui ir misijos vadas Chen Dong — buvo Tiangong stotyje nuo balandžio 24 d. Jiems buvo planuota perduoti pareigas naujai atvykusiai Shenzhou-21 komandai (kuri pasiekė Tiangong spalio 31 d.) ir grįžti į Žemę lapkričio 5 d., tačiau CMSA patvirtino, kad grįžimas atidėtas, kol inžinieriai atlieka poveikio ir žalos analizę.
Kodėl vėlavimas svarbus
CMSA nurodė, kad atliekama išsami poveikio analizė ir rizikos vertinimas „siekiant užtikrinti visų šešių šiuo metu stotyje esančių astronautų sveikatą ir saugumą.“ Pažeista kosminė priemonė tebėra prijungta prie Tiangong, o Kinijos pilotuojamos kapsulės tradiciškai konstruojamos kaip trijų sekcijų sistemos: variklių/energijos modulis, įgulos buveinės modulis ir varpo formos grąžinimo kapsulė, aprūpinta parašiutų sistema. Jei nustatoma, kad bet kuri iš šių sekcijų nėra saugi žmogaus valdomam reentry, misijos planuotojai dažnai pasirenka grąžinti tokią priemonę be žmonių, kad būtų patikrintas konstrukcijos vientisumas ir sistemos našumas prieš leidžiant žmones ja naudotis.
Avarinės priemonės ir įgulos rotacija
CMSA pristatė kelias avarines galimybes, kurios buvo taikytos ankstesnėse misijose. Jei Shenzhou-20 grįžimo modulis bus pripažintas nesaugus, įgula galėtų sugrįžti Žemėn kitame kapsulės modulyje — pavyzdžiui, Shenzhou-21 grįžimo kapsulėje, kuri atgabeno naują komandą. Tokiu scenarijumi pažeista Shenzhou-20 priemonė būtų išleista neįgudusi į atmosferą be žmonių, kad inžinieriai galėtų išanalizuoti jos struktūrinį ir sisteminį elgesį po smūgio. Tuo tarpu pakeičiama kapsulė, jau paruošta ant žemės, būtų paleista vėlesniu grafiku, kad būtų atkurta įprasta įgulos rotacija ir misijos planai.
Tokia taktika sumažina tiesioginį rizikos koncentravimą ant įgulos, leidžia atlikti laboratorinę ir neardomąją analizę bei suteikia daugiau laiko detalesniems bandymams ir sertifikacijai prieš naują pilotuojamą grįžimą. Praktikoje tai reiškia papildomas logistines operacijas — raketos paleidimo grafiko koregavimą, atsarginių kabinų parengimą ir papildomus testus žemėje — kas iš karto paveikia tiek misijos biudžetą, tiek tarptautinį koordinavimą, jei į misiją įsitraukia partneriai ar kosminės stotys.
Platesnis kontekstas: kosminės šiukšlės – auganti grėsmė
Šis incidentas primena nuolatinę grėsmę mažos Žemės orbitos aplinkoje: orbitines šiukšles. Tiangong jau buvo patyrusi žalą 2023 m., kai buvo pataikytas vienas saulės modulių plokštės elementas, o Tarptautinė kosminė stotis (ISS) reguliariai atlieka eismo vengimo manevrus (collision avoidance maneuvers), kad prasilenktų su sekamais fragmentais. Didėjantis palydovų, raketų pakopų ir debris fragmentų skaičius orbitoje padidina susidūrimų tikimybę ir sukelia grėsmę kaskadiniams įvykiams, žinomiems kaip Kesslerio sindromas — situacijai, kai sukuriama naujų šiukšlių, kurios sukelia dar daugiau susidūrimų ir ilgainiui daro tam tikras orbitas pavojingas dešimtmečiams.
Orbitinio eismo valdymas (space traffic management) tampa vis svarbesniu elementu kosmoso veiklose — nuo valstybinio gynybos planavimo iki komercinių palydovų operatorių verslo modelių. Kiekvienas naujas palydovas, mikro-satelitas ar raketos nuolaužos didina stebėjimo ir prognozavimo sudėtingumą. Tuo pačiu metu stebėjimo tinklai — radarai, optinės kameros ir nauji erdvėje dislokuojami jutikliai — stengiasi pagerinti orbitinių objektų trajektorijų prognozes, tačiau net ir geriausiai sekami objektai gali turėti nenustatytų fragmentų, kurie nebuvo įtraukti į duomenų bazes arba kurių trajektorijos keičiasi dėl atmosferinio pasipriešinimo, Saulės aktyvumo ar kitų jėgų.
Kodėl maži fragmentai yra pavojingi
Net labai maži debris fragmentai juda kelių kilometrų per sekundę greičiu; tokiu greičiu smūgio energija yra labai didelė ir gali perforuoti šilumines apsaugas, sugadinti avioniką arba pažeisti struktūrinius elementus. Ypač jautrios yra grąžinimo kapsulės dalys, tokios kaip šilumos skydas, kuris amortizuoja ekstremalius aerodinamikos ir terminius krūvius reentry metu, arba parašiutų skyrius, kur saugūs parašiutų atidarymai lemią minkštą nusileidimą. Smūgis į šiuos komponentus gali būti lemiamas, todėl misijų valdymas paprastai laikosi itin atsargios pozicijos, atidėdamas žmonių grąžinimą kol nebus aiškus poveikio mastas.
Be to, struktūrinės vibracijos arba smūgio sukeltas mikroįtrūkimų plitimas gali nepasireikšti iš karto—kai kurios žalos formos atsiskleidžia tik esant didesniems apkrovoms, pavyzdžiui, reentry padidėjimui arba parašiutų išskleidimo metu. Todėl inžinieriai atlieka tiek neardomąsias bandymų procedūras (pvz., termografiją, rentgeno skenavimus, ultragarso, vakuumines ir slėgio testų imitacijas), tiek kompiuterinį modeliavimo analizę, kad užtikrintų, jog kapsulė išlaikys visas reentry ir nusileidimo stadijas su žmonėmis laive.
Ką tai reiškia įgulai ir ateities operacijoms
Taikonautui Chen Dong vėlavimas reiškia jau ir taip rekordinius orbitinius buvimo laikotarpius, kurie dėl šio incidento pailgės. Per šią misiją jis viršijo 400 bendrą praleistų dienų skaičių kosmose kaip vienas Kinijos astronautas — svarbus etalonas Kinijos kosminiams pasiekimams, dabar laikinai pratęstas. Neplanuoti prailginimai nėra unikalūs: 2023 m. Rusijos Soyuz kapsulės gedimas prailgino vieno astronauto buvimą orbitoje, o tą pačią metų kovo mėnesį dėl techninių problemų kitos kapsulės kelionė taip pat baigėsi pailgėjusia misija. Tokie įvykiai pabrėžia, kaip svarbu turėti lankstų misijų planavimą ir rezervinius operatyvinius sprendimus.
Pailgėjęs buvimas orbitoje reikalauja papildomos medicininės priežiūros, psichologinio palaikymo ir resursų valdymo — maisto, deguonies ir atliekų tvarkymo. Atsakingos agentūros turi užtikrinti, kad įgula būtų tinkamai aprūpinta, o Tiangong gyvybinių sistemų ištekliai būtų nuolat stebimi ir, esant poreikiui, papildyti tiek pažengusiomis techninėmis procedūromis, tiek papildomais tiekimais žemės–orbitos ryšiu.
Mažinimas ir tolesni veiksmai
Kosmoso agentūros ir komercinės įmonės spartina tyrimus ir technologinius sprendimus, skirtus šiukšlių šalinimui ir rizikos mažinimui: aktyvus šiukšlių pašalinimas (active debris removal, ADR), geresnė stebėsena ir orbitinė priežiūra (on-orbit servicing) yra dalis priemonių rinkinio, skirtos saugoti orbitalines trajektorijas. ADR idėjos apima mechaninius gaudykles, lazerinius nuoseklus poveikius fragmentams, inkapsuliuojančias įrangas ir tarpinio susidūrimo valdymo sistemas. Taip pat vystomi aukštesnio tikslumo sekimo tinklai ir tarptautinės duomenų dalijimosi iniciatyvos, kad būtų galima greičiau identifikuoti pavojingus fragmentus ir koordinuoti vengimo manevrus.
Kol kas CMSA inžinieriai užbaigs savo forenzinę analizę: nustatys smūgio vietą, kinetinę energiją, įvertins ar pažeidimas palietė struktūrinius elementus, avioniką, šilumos skydą ar parašiutų sekciją, ir nuspręs, ar grįžti Žemėn negalima su žmonėmis laive. Jei bus priimtas sprendimas negrąžinti Shenzhou-20 su įgula, bus suplanuotas neįgudintas grįžimas ir vėlesnis pakeitimo kapsulės paleidimas. Svarbiausias prioritetas išlieka šešių žmonių, esančių Tiangong, saugumas, o tolimesni veiksmai bus pritaikyti prie detalių išvadų iš atliktos analizės.
Taip pat būtina pažymėti, kad šis incidentas gali paskatinti platesnį tarptautinį dialogą apie orbitalinio erdvės saugumą, duomenų dalijimąsi, standartus ir procedūras, skirtas valdyti augančią šiukšlių problemą mažojoje Žemės orbitoje. Integruotos politikos ir technologijų sprendimai, įskaitant geresnę misijų skaidrumą ir aiškias avarinių procedūrų gaires, prisidėtų prie tiek pilotuojamų, tiek nepilotinių misijų saugumo ateityje.
Šaltinis: smarti
Palikite komentarą