Simulace odstranění kosmického smetí pomocí aerodynamického odporu
| Název práce v češtině: | Simulace odstranění kosmického smetí pomocí aerodynamického odporu |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Simulation of space debris removal by aerodynamic drag |
| Klíčová slova: | kosmické smetí|aktivní odstraňování smetí|čistý vesmír |
| Klíčová slova anglicky: | Space debris|active debris removal|clean space |
| Akademický rok vypsání: | 2023/2024 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Astronomický ústav UK (32-AUUK) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Pavel Koten, Ph.D. |
| Řešitel: | Bc. Radovan Lascsák - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 27.06.2024 |
| Datum zadání: | 12.07.2024 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 12.07.2024 |
| Zásady pro vypracování |
| Kosmické smetí a jeho odstranění je v současné době otázkou velmi aktuální. Jeho hromadění zejména na nízkých oběžných drahách může v budoucnosti vést ke kaskádovitému efektu. Velké problémy působí malé úlomky o rozměrech řádově centimetrů, které jsou nejčetnější. Částice pohybující se vysokou rychlostí jsou velmi nebezpečné pro umělé družice i astronauty.
Řešitel v rámci své bakalářské práce navrhl tzv. Lokální metodu aerodynamického odporu, jejíž podstatou je snížení rychlosti částice kosmického odpadu prolétávající uměle vytvořeným oblakem, čímž dojde ke zkrácení doby její životnost na oběžné dráze a rychlejšímu zániku v atmosféře. Simulace je napsána v programovacím jazyce Python s knihovnami numpy, scipy a matplotlib. Vlastnosti rozpínajícího se oblaku závisí na jeho počátečním poloměru a hmotnosti částic, které jej tvoří. Doposud byla zkoumána jenom velmi omezená množina oblaků, u kterých lze distribuci částic popsat Gaussovským rozdělením. Cílem diplomové práce je model vylepšit tak, aby více odpovídal reálným podmínkám. Znamená to mj. simulovat rozpínání oblaku ve třech rozměrech namísto dosavadního jednoho. Dále je třeba vzít v úvahu počáteční disperzi oblaku. A v neposlední řadě dojde k rozšíření spektra zkoumaných oblaků o ty, které nemají Gaussovské rozdělení materiálu. Dalším krokem bude numerická integrace průletu částice odpadu vytvořeným oblakem, která umožní přesnější určení změny rychlosti. Tuto část je třeba rozšířit i o zkoumání vlivu tvaru částice na její zpomalení. Je nutné vzít v úvahu, že částice kosmického smetí mají ve skutečnosti nepravidelný tvar. Změny rychlosti budou studovány rovněž v závislosti na velikosti částic, ze kterých je oblak vytvořen. Na závěr pak bude na základě hustoty úlomků na oběžné dráze odhadnuta frekvence jejich odstraňovaní. |
| Seznam odborné literatury |
| C. Priyant Mark and Surekha Kamath, "Review of active space debris removal methods", Space Policy, vol. 47, 194-206, 2019.
Shan M., Guo J. & Gill E., "Review and comparison of active space debris capturing and removal methods", Progress in Aerospace Sciences, Volume 80, p. 18-32, 2016. Josef Sebera a Aleš Bezděk, "Tlačenice na nízkých oběžných drahách", Vesmír, vol. 99, 430-432, 2020. Zdeněk Ceplecha et al., "Meteor phenomena and bodies", Space Science Reviews, vol. 84, 327-471, 1998. |