Avaruusjätteiden kasvava ongelma LEO: ssa (Low-Earth Orbit) kiinnittää yhä enemmän huomiota. Kun tuhansia satelliitteja on kiertoradalla ja tuhansia enemmän matkalla, ruokahalu satelliiteille näyttää rajattomalta. Mutta jokaisella satelliitilla on säilyvyys. Mitä teemme heidän kanssaan, kun he ovat ylittäneet hyödyllisyytensä ja siirtyneet yksinkertaisiin, hankaliin avaruusjätteisiin?
Pelkästään seuraavien viiden vuoden aikana on odotettavissa, että tuomme markkinoille vielä 2 400 nanosatelliittia ja kuutiota. Maapalloa kiertää jo lähes 5000 satelliittia, ja monet niistä ovat nyt toimimattomia avaruusjätteitä, jotka tukkivat uusien satelliittien kiertoradat. Itse asiassa Yhdistyneiden Kansakuntien ulkoavaruusasiain toimiston (UNOOSA) mukaan meillä on vain 388 esinettä avaruuteen vuonna 2018, mikä on kestämätöntä määrää.
Mahdollisista ratkaisuista tähän ongelmaan ei ole pulaa. Joihinkin eksoottisiin kuulostaviin ratkaisuihin kuuluu harpunoita, verkkoja, magneetteja, jopa lasereita. NASA: lla on nyt Purduen yliopistoon liittyvä startti Vestigo Aerospace -rahoitus kuuden kuukauden tutkimukselle, jossa tarkastellaan vedon purjeiden käyttöä kiertämään avaruusromu, mukaan lukien satelliitit, käytettyjen rakettien vahvistimet ja muut roskat turvallisesti.
Vestigo Aerospace -yrityksen aloitti Purduen teknillisen korkeakoulun apulaisprofessori David Spencer. "Kuuden kuukauden tutkimuksen avulla edistämme purjepurkutekniikkaa pienten satelliittien deorbitille ja kantorakettien vaiheille", Spencer sanoi lehdistötiedotteessa. "Avaruusobjektien turvallinen hävittäminen tehtävän suorittamisen jälkeen on välttämätöntä arvokkaiden kiertoratojen hyödyllisyyden säilyttämiseksi."
Vedävät purjeet ovat hiukan erilaisia kuin muut menetelmät. Eri toimistojen ehdottamat harppuunit, laserit ja verkot on tarkoitettu käsittelemään jo kertynyttä avaruusromua, vetävät purjeet on suunniteltu rakennettavaksi satelliittiin ja käytettäväksi niiden käyttöiän lopussa.
"Vestigo Aerospace kehittää veturipurien tuotelinjaa vastaamaan tarvetta deorbit-kykyyn vaihtoehtona tavanomaisille käyttövoimajärjestelmille", kertoi Spencer, joka työskenteli 17 vuotta Jet Propulsion Laboratoryssa ennen siirtymistään Purduen tiedekuntaan. "Ryhmä tutkii myös vedon purjeiden käyttöä kohdennettuihin uudelleen avaruusobjekteihin, jotta voidaan vähentää epävarmuutta ilmakehän paluukäytävissä ja roskien vaikutusalueilla."
Purjeet otetaan käyttöön satelliitin käyttöiän lopussa. Käyttöönoton jälkeen ne vähentävät esineen nopeutta ja auttavat sen sitten siirtymään turvallisesti eteenpäin. Tällä hetkellä satelliitit siirtyy enemmän tai vähemmän omilla ehdoillaan, ja on vaikea laskea, mihin ne voivat törmätä Maahan, jos ne ovat liian suuria palamaan palamaan uudelleen.
Vestigo Aerospace -järjestelmän keskeinen suunnitteluominaisuus on skaalautuvuus. Space Slezerin kanssa käydyssä sähköpostinvaihdossa David Spencer sanoi: ”Suunnittelemme järjestelmän olevan skaalattavissa, jotta sitä voidaan käyttää isäntäsatelliittien siirtämiseen 1 kg CubeSatista 450 kg pienihenkilöihin tai 1 000 kg kantorakettien ylävaiheisiin. .”
Niiden järjestelmä tarjoaa myös ns. Passiivisen aerodynaamisen vakauden. Spencerin mukaan "Tämän avulla järjestelmä pystyy luonnollisesti leikkautumaan maksimaaliseen vetosuuntaan."
Vestigo Aerospace ei ole ensimmäinen, joka tutkii ja kehittää vedon purjeita. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) oli vuoden 2017 demonstraatiotehtävä, jossa tarkasteltiin nanosatelliittien siirtämistä talvella puristuspurjeilla. Se oli suunnattu ensisijaisesti Cubesatsiin, missä se kiinnitettiin ulkopuolelle, jotta se ei häiritsisi elektroniikkaa.
CanX-7 käytti neljää purjea purkaakseen 3,5 kg (7,7 paunaa) massan. Vain viikossa käyttöönoton jälkeen se onnistui muuttamaan kiertoradan rappeutumisnopeuttaan merkittävästi. Lopulta se vakiinnutti itsensä kaikilla neljällä purjeella satelliitin takana, mikä lisäsi kiertoradan rappeutumista vielä enemmän.
Vuodesta 2007 lähtien on annettu ohjeita, joiden mukaan nanosatelliitin kiertoradan ei tulisi ylittää 25 vuotta. Nämä ohjeet ovat peräisin IADC: ltä (virastojen välinen avaruusjätteiden koordinointikomitea). Kiertoradalla kertyneiden roskien käsitteleminen voi olla eksoottisempien menetelmien mukaista, mutta vetävät purjeet tarjoavat edullisen ja mahdollisesti helposti kehitettävän menetelmän, jolla varmistetaan, että tulevat satelliitit eivät vanhempi kuin niiden hyödyllisyys.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Kosmisen naapuruston siivoaminen
- Lehdistötiedote: Vain yhden viikon kuluttua CanX-7 näyttää vetävät purjeet tehokkaasti satelliitin horjuttamisessa
- Space Magazine: Britannian satelliitti testaa avaruusromu Harpoonia
