Leta 1957 je Sovjetska zveza v vesolje izstrelila prvi umetni zemeljski satelit in tako odprla novo obdobje v zgodovini človeštva - obdobje raziskovanja vesolja. V zadnjih 50 letih od takrat je človek v vesolje poslal ogromno različnih satelitov, raket, znanstvenih postaj. Vse to je vodilo v sistematično onesnaževanje vesolja okoli našega planeta. Po informacijah NASA se je julija 2011 okoli Zemlje "vrtelo" 16 094 predmetov umetnega izvora, med njimi 3 396 delujočih in že odpovedanih satelitov ter 12 698 ojačevalnih blokov, ki so preživeli stopnje raketnih nosilcev in njihovih ostankov. Predstavljeni dokument navaja, da je po številu predmetov umetnega izvora v nizki zemeljski orbiti na prvem mestu Rusija - 6075 predmetov, od tega 4667 vesoljskih naplavin, sledijo pa ZDA, Kitajska, Francija, Indija in Japonska.
Velikost naplavin, ki so v nizki zemeljski orbiti, se zelo razlikuje, od mikrodelcev do velikosti šolskega avtobusa. Enako lahko rečemo za maso teh smeti. Veliki drobci lahko tehtajo do 6 ton, majhni delci pa le nekaj gramov. Vsi ti predmeti se gibljejo v vesolju po različnih orbitah in z različnimi hitrostmi: od 10 tisoč km / h do 25 tisoč km / h. Poleg tega lahko v primeru trčenja takšnih kosov vesoljskih naplavin med seboj ali s katerim koli satelitom, ki se giblje v nasprotnih smereh, njihova hitrost doseže 50 tisoč km / h.
Po besedah Aleksandra Bagrova, višjega raziskovalca na Inštitutu za astronomijo pri Ruski akademiji znanosti, se danes pojavlja paradoksalna situacija. Več vozil, ki jih človeštvo izstreli v vesolje, manj so primerni za uporabo. Vesoljska plovila vsako leto odpovejo z zavidljivo pravilnostjo, zaradi česar se količina naplavin v zemeljski orbiti letno poveča za 4%. Trenutno se v zemeljski orbiti vrti do 150 tisoč različnih predmetov velikosti od 1 do 10 cm, medtem ko je delcev, katerih premer je manjši od 1 cm, preprosto milijone. Hkrati, če na nizkih orbitah do 400 km vesoljske naplavine upočasnijo zgornje plasti atmosfere planeta in po določenem času padejo na Zemljo, je lahko v geostacionarnih orbitah neskončno dolgo čas.
Raketni ojačevalci, ki se uporabljajo za izstrelitev satelitov v Zemljino orbito, prispevajo k povečanju vesoljskih naplavin. Približno 5-10% goriva ostane v rezervoarjih, ki so zelo hlapni in se zlahka spremenijo v paro, kar pogosto vodi do precej močnih eksplozij. Po več letih v vesolju raketne stopnje, ki so služile svojemu času, eksplodirajo na koščke in okoli sebe razpršijo nekakšen "šrapnel" majhnih drobcev. V zadnjih nekaj letih so v vesolju blizu Zemlje zabeležili približno 182 takšnih eksplozij. Tako je le ena eksplozija stopnje indijske rakete povzročila nastanek 300 velikih naplavin hkrati, pa tudi nešteto manjših, a nič manj nevarnih vesoljskih objektov. Danes ima svet že prve žrtve vesoljskih naplavin.
Tako je julija 1996 na nadmorski višini približno 660 km. francoski satelit je trčil v delček 3. stopnje francoske rakete Arian, ki je bila v vesolje izstreljena veliko prej. Relativna hitrost v trenutku trka je bila približno 15 km / s ali 50 tisoč km / h. Ni treba posebej poudarjati, da so francoski strokovnjaki, ki so pogrešali pristop lastnega velikega predmeta, po tej zgodbi še dolgo grizli komolce. Ta incident se ni spremenil v velik mednarodni škandal, saj sta bila oba predmeta, ki sta trčila v vesolju, francoskega izvora.
Zato problem vesoljskih naplavin danes ne potrebuje dodatnega pretiravanja. Upoštevati morate le dejstvo, da v sedanjem tempu v bližnji prihodnosti pomemben del zemeljske orbite ne bo najbolj varen kraj za vesoljska plovila. Ko se tega zaveda, raziskovalec Jonathan Missel, ki je na kmetijski univerzi v Teksasu, meni, da imajo vse obstoječe metode čiščenja vesoljskih naplavin vsaj eno od dveh pogostih bolezni. Vključujejo bodisi izvajanje misij "En kos vesoljskih naplavin - en čistilnik" (kar je zelo drago) ali pa pomenijo ustvarjanje tehnologij, ki bodo trajale več kot desetletje za natančno nastavitev. Medtem število žrtev vesoljskih naplavin le narašča.
Ko se tega zaveda, Jonathan Missel predlaga nadgradnjo koncepta One Piece of Space Junk - One Scavenger na večkratno uporabo. Vesoljski pometač TAMU s satelitom Sling-Sat, ki sta ga razvila skupaj s sodelavci, je opremljen s posebnimi prilagodljivimi "rokami". Takšen satelit ga po približevanju vesoljskim naplavinam zajame s posebnim manipulatorjem. Hkrati se zaradi različnih vektorjev gibanja Sling-Sat začne vrteti, a zahvaljujoč nastavljivemu naklonu in dolžini "rok" je ta manever popolnoma nadzorovan, kar omogoča, da se kot nogometna žoga, smiselno vrti spremeniti svojo pot in poslati "zanko satelit" proti naslednjim kosom vesoljskih naplavin.
V trenutku, ko je satelit na poti proti drugemu vesoljskemu objektu, med vrtenjem sprosti prvi element vesoljskih naplavin. Še več, to se bo zgodilo pod takšnim kotom, da bo vzorec vesoljskih naplavin zagotovo trčil v ozračje našega planeta in v njem gorel. Ko bo dosegel drugi objekt vesoljskih naplavin, bo ta satelit ponovil opravljeno operacijo in to storil vsakič, hkrati pa prejel dodaten naboj kinetične energije iz vesoljskih naplavin in ga hkrati poslal nazaj na Zemljo na planet, ki je dvignite se do tega.
Omeniti velja, da ta koncept nekoliko spominja na metodo starogrških skakalcev v daljino, ki so to storili z spuščanjem dumbbellov (za dodaten pospešek). Res je, v tem konkretnem primeru bo treba predmete vesoljskih naplavin ujeti in jih vrteti na letenje, ali se bo s tem spopadal TAMU Space Sweeper, je odprto vprašanje.
Vesoljski pometač TAMU
Izvedena računalniška simulacija kaže, da ima predlagana shema visoko teoretično učinkovitost porabe goriva. In to je razumljivo: v primeru "sling satelita" naj bi energijo vzeli iz kosov satelitov in raket, ki so že pospešeni do prve kozmične hitrosti, in ne iz goriva, ki bi ga morali dostaviti v naše smeti zbiralec z Zemlje.
Seveda ima koncept, ki ga je predstavil Missel, nekaj ozkih grl. Omeniti velja, da noben kos vesoljskih naplavin seveda ni primeren za past manipulatorja in, kar je najpomembneje, za visoke pospeške med intenzivnim vrtenjem. V primeru, da je kos prevelik in težek, lahko njegova energija med vrtenjem zadošča, da uniči sebe in manipulator. Hkrati pa ustvarjanje velikega števila drugih namesto enega predmeta vesoljskih naplavin verjetno ne bo privedlo do izboljšanja razmer v vesolju na nizkih zemeljskih orbitah. Hkrati se seveda ideja zdi zanimiva, v primeru ustrezne tehnične izvedbe pa učinkovita.
