ในปีพ.ศ. 2500 สหภาพโซเวียตได้ปล่อยดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกขึ้นสู่อวกาศ จึงเป็นการเปิดศักราชใหม่ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติ นั่นคือยุคแห่งการสำรวจอวกาศ กว่า 50 ปีที่ผ่านมา มนุษย์ได้ส่งดาวเทียม จรวด สถานีวิทยาศาสตร์จำนวนมากสู่อวกาศ ทั้งหมดนี้นำไปสู่มลภาวะอย่างเป็นระบบของอวกาศรอบโลกของเรา ตามข้อมูลของ NASA เมื่อวันที่กรกฎาคม 2011 วัตถุเทียมจำนวน 16 094 ชิ้น "หมุน" รอบโลก ซึ่งรวมถึงดาวเทียมที่ทำงานอยู่ 3, 396 ดวงและดาวเทียมที่ล้มเหลวแล้ว รวมทั้งบล็อกเสริม 12 698 ก้อนที่ใช้ขั้นตอนของการปล่อยยานและเศษซากของพวกมัน เอกสารที่นำเสนอระบุว่าในแง่ของจำนวนวัตถุต้นกำเนิดเทียมในวงโคจรโลกต่ำ รัสเซียอยู่ในอันดับแรก - 6075 วัตถุ โดย 4667 เป็นเศษอวกาศ รองลงมาคือสหรัฐอเมริกา จีน ฝรั่งเศส อินเดีย และญี่ปุ่น.
ขนาดของเศษซากที่โคจรรอบโลกต่ำนั้นแตกต่างกันค่อนข้างมาก ตั้งแต่อนุภาคขนาดเล็กไปจนถึงขนาดของรถโรงเรียน เช่นเดียวกันสามารถพูดได้สำหรับมวลของขยะนี้ ชิ้นส่วนขนาดใหญ่สามารถชั่งน้ำหนักได้ถึง 6 ตัน ในขณะที่อนุภาคขนาดเล็กมีน้ำหนักเพียงไม่กี่กรัม วัตถุทั้งหมดเหล่านี้เคลื่อนที่ในอวกาศในวงโคจรที่แตกต่างกันและด้วยความเร็วต่างกัน: จาก 10,000 กม. / ชม. ถึง 25,000 กม. / ชม. ยิ่งไปกว่านั้น ในกรณีที่เศษซากอวกาศชนกันหรือดาวเทียมเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ความเร็วของพวกมันอาจสูงถึง 50,000 กม. / ชม.
Alexander Bagrov นักวิจัยอาวุโสของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่ง Russian Academy of Sciences กล่าวว่าสถานการณ์ที่ขัดแย้งกันกำลังเกิดขึ้นในปัจจุบัน ยิ่งมนุษย์ปล่อยยานพาหนะเข้าสู่อวกาศมากเท่าไร ก็ยิ่งมีความเหมาะสมในการใช้งานน้อยลงเท่านั้น ยานอวกาศล้มเหลวทุกปีด้วยความสม่ำเสมอที่น่าอิจฉาซึ่งเป็นผลมาจากปริมาณของเศษซากในวงโคจรของโลกเพิ่มขึ้น 4% ต่อปี ในปัจจุบัน วัตถุที่แตกต่างกันมากถึง 150,000 ชิ้นที่มีขนาดตั้งแต่ 1 ถึง 10 ซม. หมุนอยู่ในวงโคจรของโลก ในขณะที่อนุภาคซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 1 ซม. เป็นเพียงล้าน ในเวลาเดียวกัน หากในวงโคจรต่ำถึง 400 กม. เศษซากอวกาศจะชะลอตัวลงโดยชั้นบนของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์และหลังจากนั้นครู่หนึ่งก็ตกลงสู่พื้นโลก มันก็จะอยู่ในวงโคจรค้างฟ้าเป็นระยะเวลานานเป็นอนันต์ เวลา.
Rocket boosters ซึ่งใช้ในการส่งดาวเทียมสู่วงโคจรของโลกมีส่วนทำให้เศษอวกาศเพิ่มขึ้น เชื้อเพลิงประมาณ 5-10% ยังคงอยู่ในถัง ซึ่งระเหยง่ายและเปลี่ยนเป็นไอน้ำได้ง่าย ซึ่งมักนำไปสู่การระเบิดที่ทรงพลังมาก หลังจากผ่านไปหลายปีในอวกาศ ระยะของจรวดที่ทำหน้าที่ตามเวลาจะระเบิดออกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย กระจัดกระจายไปรอบๆ ตัวพวกเขาเองเป็น "เศษกระสุน" ขนาดเล็ก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการบันทึกการระเบิดประมาณ 182 ครั้งในพื้นที่ใกล้โลก ดังนั้นการระเบิดของจรวดอินเดียเพียงครั้งเดียวทำให้เกิดการก่อตัวของเศษซากขนาดใหญ่ 300 ชิ้นในคราวเดียวรวมทั้งวัตถุอวกาศที่เล็กกว่าจำนวนนับไม่ถ้วน แต่ไม่มีอันตรายน้อยกว่า วันนี้ โลกมีเหยื่อรายแรกจากซากอวกาศแล้ว
ดังนั้นในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2539 ที่ระดับความสูงประมาณ 660 กม. ดาวเทียมฝรั่งเศสชนกับชิ้นส่วนของยานยิงจรวดอาเรียนฝรั่งเศสขั้นที่ 3 ซึ่งถูกปล่อยสู่อวกาศเร็วกว่ามากความเร็วสัมพัทธ์ในขณะที่เกิดการชนกันคือประมาณ 15 กม. / วินาทีหรือ 50,000 กม. / ชม. ไม่จำเป็นต้องพูด ผู้เชี่ยวชาญชาวฝรั่งเศสที่พลาดการเข้าใกล้วัตถุขนาดใหญ่ของตนเอง กัดข้อศอกเป็นเวลานานหลังจากเรื่องนี้ เหตุการณ์นี้ไม่ได้กลายเป็นเรื่องอื้อฉาวระดับนานาชาติที่สำคัญ เนื่องจากวัตถุทั้งสองที่ชนกันในอวกาศเป็นแหล่งกำเนิดของฝรั่งเศส
นั่นคือเหตุผลที่ปัญหาขยะอวกาศในปัจจุบันไม่จำเป็นต้องพูดเกินจริงอีกต่อไป คุณเพียงแค่ต้องจำไว้ว่าด้วยความเร็วปัจจุบัน ในอนาคตอันใกล้ ส่วนสำคัญของวงโคจรของโลกจะไม่เป็นสถานที่ที่ปลอดภัยที่สุดสำหรับยานอวกาศ เมื่อตระหนักถึงสิ่งนี้ นักวิจัย Jonathan Missel ซึ่งอยู่ที่ Texas Agricultural University เชื่อว่าวิธีการที่มีอยู่ทั้งหมดในการทำความสะอาดเศษขยะในอวกาศมีโรคที่พบบ่อยอย่างน้อยหนึ่งในสองโรค พวกเขาอาจเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติภารกิจ "เศษซากอวกาศหนึ่งชิ้น - สัตว์กินของเน่าหนึ่งตัว" (ซึ่งมีราคาแพงมาก) หรือเป็นนัยถึงการสร้างเทคโนโลยีซึ่งจะใช้เวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษในการปรับแต่ง ในขณะเดียวกันจำนวนผู้ที่ตกเป็นเหยื่อของเศษซากอวกาศก็เพิ่มขึ้นเท่านั้น
เมื่อตระหนักถึงสิ่งนี้ Jonathan Missel เสนอให้อัพเกรดแนวคิด One Piece of Space Junk - One Scavenger ให้นำกลับมาใช้ใหม่ได้ TAMU Space Sweeper พร้อมดาวเทียม Sling-Sat ซึ่งเขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาขึ้นนั้น ได้รับการติดตั้ง "แขน" ที่ปรับแต่งพิเศษได้ ดาวเทียมดังกล่าวหลังจากเข้าใกล้เศษซากอวกาศแล้วจับมันด้วยหุ่นยนต์พิเศษ ในเวลาเดียวกันเนื่องจากเวกเตอร์การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกัน Sling-Sat เริ่มหมุน แต่ด้วยความเอียงที่ปรับได้และความยาวของ "แขน" การซ้อมรบนี้จึงถูกควบคุมอย่างสมบูรณ์ซึ่งช่วยให้หมุนได้เหมือนลูกฟุตบอลอย่างมีความหมาย เปลี่ยนวิถีของมันเองโดยส่ง "ดาวเทียมสลิง" ไปยังเศษซากอวกาศชิ้นต่อไป
ในขณะที่ดาวเทียมอยู่ในวิถีโคจรไปยังวัตถุอวกาศที่สอง องค์ประกอบแรกของเศษอวกาศจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการหมุน ยิ่งกว่านั้นสิ่งนี้จะเกิดขึ้นในมุมที่ตัวอย่างเศษอวกาศรับประกันว่าจะชนเข้ากับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ของเราและเผาไหม้อยู่ในนั้น เมื่อไปถึงวัตถุชิ้นที่สองของเศษอวกาศแล้ว ดาวเทียมดวงนี้จะทำซ้ำการดำเนินการที่ทำและจะทำทุกครั้งในขณะที่ได้รับพลังงานจลน์เพิ่มเติมจากเศษอวกาศและในขณะเดียวกันก็ส่งกลับคืนสู่โลกไปยังดาวเคราะห์ที่ให้ ลุกขึ้นไป
เป็นที่น่าสังเกตว่าแนวคิดนี้ค่อนข้างชวนให้นึกถึงวิธีการของนักกระโดดไกลชาวกรีกโบราณซึ่งทำสิ่งนี้ด้วยการดรอปดัมเบลล์ (เพื่อการเร่งความเร็วเพิ่มเติม) จริงอยู่ ในกรณีนี้ วัตถุเศษซากอวกาศจะต้องถูกจับและโยนทิ้งทันที ไม่ว่า TAMU Space Sweeper จะรับมือกับสิ่งนี้หรือไม่ก็เป็นคำถามเปิด
TAMU Space Sweeper
การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ที่ดำเนินการแสดงให้เห็นว่ารูปแบบที่เสนอนั้นมีประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงตามทฤษฎีสูง และนี่คือสิ่งที่เข้าใจได้: ในกรณีของ "ดาวเทียมสลิง" พลังงานควรจะถูกดึงมาจากชิ้นส่วนของดาวเทียมและจรวดที่เร่งความเร็วของจักรวาลที่ 1 แล้ว ไม่ใช่จากเชื้อเพลิงที่จะต้องส่งไปยังขยะของเรา นักสะสมจากโลก
แน่นอนว่าแนวคิดที่นำเสนอโดย Missel มีคอขวดอยู่บ้าง เป็นที่น่าสังเกตว่าโดยธรรมชาติแล้วไม่มีเศษซากอวกาศใดเหมาะสำหรับกับดักหุ่นยนต์และที่สำคัญที่สุดสำหรับการเร่งความเร็วสูงในระหว่างการหมุนที่รุนแรง ในกรณีที่ชิ้นมีขนาดใหญ่และหนักเกินไป พลังงานระหว่างการหมุนอาจเพียงพอที่จะทำลายตัวเอง เช่นเดียวกับหุ่นยนต์ ในเวลาเดียวกัน การสร้างวัตถุอื่นๆ จำนวนมากแทนที่จะเป็นวัตถุชิ้นเดียวในอวกาศนั้นไม่น่าจะนำไปสู่การปรับปรุงสถานการณ์ในอวกาศในวงโคจรต่ำของโลกในเวลาเดียวกัน แน่นอน แนวคิดนี้ถูกมองว่าน่าสนใจ และในกรณีของการดำเนินการทางเทคนิคที่เพียงพอ - มีประสิทธิภาพ