Sådan forhindres Columbia-lignende rumfærgekatastrofer

Når og hvis Large Hadron Collider endelig buldrer i gang, vil den producere en ildslange af data, som ingenting fysikere nogensinde har set. Disse data vil bestå, hvis sporene fra affaldet fra omkring en milliard kollisioner i sekundet, målt af partikeldetektorer samlet omkring kollisionsstederne.

Det er alt for mange data til at analysere i detaljer, så de fleste af dem vil simpelthen blive kasseret ved hjælp af et simpelt filtreringssystem, der leder efter baner af interesse og gemmer dem. Denne proces skulle ende med at filtrere omkring hundrede hændelser i sekundet til senere detaljeret analyse. Og alt dette skal gøres i realtid, da enhver forsinkelse hurtigt ville overvælde den bufferfunktion, som acceleratoren har.

Så hvad har alt dette med rumfærgen at gøre? Det viser sig, at en gruppe ingeniører hos NASA ønsker at bruge en lignende mekanisme til at analysere banen for affald omkring rumfærgen, når den letter. Deres mål er at bruge banen for disse affaldspartikler til at beregne deres masse og tæthed og også til at spore deres oprindelse. Med den rigtige type analyse burde det være muligt at markere potentielt skadelige baner, efterhånden som de opstår.

Der er ingen grund til at præcisere, hvorfor det er vigtigt, men her går. I 2003 beskadigede påvirkningen af ​​affald med rumfærgen Columbia under opsendelsen køretøjet så, at det ikke var i stand til at overleve genindstigning. En bedre analyse af hændelsen kunne have identificeret omfanget af skaden og dermed forhindret tabet af denne shuttle.

Philip Metzger ved Kennedy Space Center og venner har bygget den første fase af et filtreringssystem, der kunne udføre det job i realtid ved hjælp af et par kameraer, der tager høj opløsning af opsendelsen fra forskellige vinkler. Tilsammen giver disse optagelser et 3D-billede af opsendelsen, hvilket gør det muligt for en computer at rekonstruere banen for ethvert affald. Det er ikke raketvidenskab, men mærkeligt nok er det aldrig blevet brugt til at analysere opsendelser.

Metzger og co har sat deres idé igennem sine trin ved at analysere et stykke affald, der blev kastet op under lanceringen af ​​STS-124 i maj 2008. På det tidspunkt var NASA-ingeniører bekymrede for, at dette affald var en mursten fra en flammegrav under rumfærgen . En mursten, der rammer rumfærgen under opsendelsen, kunne have forårsaget betydelig skade.

Den nye teknik viser dog, at affaldspartiklerne er skum med lav densitet, næsten helt sikkert fra den solide raketbooster-halsprop. Dette ville have udgjort en lille trussel for rumfærgen.

At komme til den konklusion, er et år senere til lidt nytte for shuttle-besætningen, som skal vurdere konditioneringen af ​​deres køretøj næsten øjeblikkeligt og helt sikkert, før de går i gang med at stige ind igen.

Det er her, den LHC-lignende filtreringsmekanisme kommer ind i billedet. Metzger siger overhovedet, at dataene er nemme at indsamle ved hjælp af deres to kameraer, men problemet er at finde interessante og nyttige indsigter. Et LHC-lignende filtreringssystem ville simpelthen finkæmme det under opsendelsen og kun bortfiltrere de affaldsspor, der er tætte og massive nok til at udgøre en trussel.

Det kan redde liv, og selvom rumfærgen forventes at blive pensioneret på dette tidspunkt næste år, kan processen nemt anvendes til fremtidige raketopsendelser overalt i verden.

Ref: arxiv.org/abs/0910.4357 : Fotogrammetri og ballistisk analyse af et højtflyvende projektil i STS-124 rumfærgens opsendelse

skjule