Narastający problem odpadów kosmicznych na LEO (orbicie niskiej ziemi) zyskuje coraz większą uwagę. Mając tysiące satelitów na orbicie i tysiące kolejnych, nasz apetyt na satelity wydaje się nieograniczony. Ale każdy satelita ma okres przydatności. Co robimy z nimi, kiedy przeżyli swoją przydatność i przekształcili się w proste, kłopotliwe kosmiczne śmieci?
Oczekuje się, że w ciągu najbliższych pięciu lat wprowadzimy do 2600 kolejnych nanosatelitów i kostek. Na Ziemi krąży już prawie 5000 satelitów, a wiele z nich to obecnie niedziałające szczątki kosmiczne, zatkające ścieżki orbitalne dla nowszych satelitów. W rzeczywistości, według Biura ONZ ds. Przestrzeni kosmicznej (UNOOSA), wystrzeliliśmy w kosmos 382 obiektów w samym 2018 r., Co jest liczbą niezrównoważoną.
Nie brakuje potencjalnych rozwiązań tego problemu. Niektóre egzotycznie brzmiące rozwiązania obejmują harpuny, sieci, magnesy, a nawet lasery. Teraz NASA ma pieniądze na start-up Vestigo Aerospace związane z uniwersytetem Purdue na sześciomiesięczne badanie, w którym bezpiecznie wykorzystuje się przeciągnięte żagle do usuwania orbit kosmicznych śmieci, w tym satelitów, zużytych rakiet i innych śmieci.
Vestigo Aerospace został założony przez Davida Spencera, profesora nadzwyczajnego w Purdue's College of Engineering. „Dzięki sześciomiesięcznym badaniom będziemy rozwijać technologię drag sail dla deorbitów małych satelitów i wprowadzać etapy pojazdów”, powiedział Spencer w komunikacie prasowym. „Bezpieczne usuwanie obiektów kosmicznych po zakończeniu misji jest konieczne, aby zachować użyteczność orbit o wysokiej wartości”.
Przeciągnij żagle są nieco inne niż inne metody. Podczas gdy harpuny, lasery i sieci proponowane przez różne agencje mają poradzić sobie z kosmicznym złomem, który już się zgromadził, żagle przeciągnięte są zaprojektowane do wbudowania w satelitę i rozmieszczone pod koniec ich okresu użytkowania.
„Vestigo Aerospace opracowuje linię żagli drag, aby zaspokoić potrzebę zdolności deorbitów jako alternatywy dla konwencjonalnych systemów napędowych” - powiedział Spencer, który pracował przez 17 lat w Jet Propulsion Laboratory, zanim dołączył do wydziału Purdue. „Zespół zbada również zastosowanie żagli wleczonych do ukierunkowanego ponownego wprowadzania obiektów kosmicznych, aby zmniejszyć niepewność w atmosferycznych korytarzach nawrotu i strefach uderzenia w gruzy”.
Żagle zostaną rozmieszczone pod koniec życia satelity. Po wdrożeniu zmniejszyłyby prędkość obiektu, a następnie pomogły bezpiecznie go deorbitować. Obecnie satelity deorbitują mniej więcej na własnych warunkach i trudno jest obliczyć, gdzie mogą uderzyć w Ziemię, jeśli są zbyt duże, aby spłonąć przy ponownym wejściu.
Kluczową cechą projektową systemu Vestigo Aerospace jest skalowalność. Podczas wymiany wiadomości e-mail z czasopismem Space Magazine David Spencer powiedział: „… projektujemy system w taki sposób, aby był skalowalny, aby można go było używać do deorbitowania satelitów hostów od 1 kg CubeSats do 450 kg smallsats lub 1000 kg startujących górnych etapów . ”
Ich system zapewnia również tak zwaną „pasywną stabilność aerodynamiczną”. Według Spencera „To pozwala naturalnie przyciąć system do maksymalnej orientacji oporu”.
Vestigo Aerospace nie jest pierwszym, który bada i rozwija żagle drag. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) był misją demonstracyjną w 2017 roku, w której badano deorbitowanie nanosatelitów za pomocą żagli drag. Był skierowany przede wszystkim do Cubesats, gdzie byłby przymocowany do zewnątrz, aby nie zakłócał elektroniki.
CanX-7 użył czterech żagli do deorbitowania swojej masy 3,5 kg (7,7 funta). Zaledwie tydzień po wdrożeniu udało mu się znacząco zmienić tempo rozpadu orbity. W końcu ustabilizował się ze wszystkimi czterema żaglami z tyłu satelity, co jeszcze bardziej zwiększyło rozpad orbity.
Wytyczne obowiązują od 2007 r., Stwierdzając, że żywotność orbity nanosatelity nie powinna przekraczać 25 lat. Wytyczne te pochodzą od IADC (Międzyrządowy Komitet Koordynacyjny ds. Gruzów Kosmicznych). Podczas gdy bardziej egzotyczne metody radzą sobie z nagromadzonymi śmieciami na orbicie, przeciągnięte żagle oferują niedrogą i potencjalnie łatwą do opracowania metodę, dzięki której przyszłe satelity nie przestaną być użyteczne.
Źródła:
- Informacja prasowa: Oczyszczanie kosmicznej dzielnicy
- Informacja prasowa: po zaledwie jednym tygodniu CanX-7 pokazuje Drag Żagle są skuteczne w Deorbiting Satellite
- Space Magazine: British Satellite testuje Space Junk Harpoon
