Rostoucí problém vesmírných zbytků v LEO (Low-Earth Orbit) si získává stále větší pozornost. S tisíci satelity na oběžné dráze a tisíce dalších na cestě se naše chuť k satelitům zdá neomezená. Ale každý satelit má životnost. Co s nimi uděláme, když přežijí jejich užitečnost a převedou se na jednoduché, problematické vesmírné trosky?
Jen v příštích pěti letech se očekává, že uvedeme až 2600 dalších nanosatelitů a krychlí. Na Zemi obíhá již téměř 5 000 satelitů a mnoho z nich je nyní nefunkčních vesmírných trosků, které ucpávají oběžné dráhy pro novější satelity. Ve skutečnosti jsme podle Úřadu OSN pro záležitosti kosmického prostoru (UNOOSA) v roce 2018 vypustili do vesmíru celkem 382 objektů, což je neudržitelné číslo.
Tento problém nemá dostatek možných řešení. Některá exoticky znějící řešení zahrnují harpuny, sítě, magnety, dokonce i lasery. NASA má nyní na šestiměsíční studii související s Purdue University peníze na spuštění Vestigo Aerospace, které se zaměřují na používání plachet s plachtami k odvrácení vesmírného odpadu, včetně satelitů, utrácených raketových raket a dalších úlomků, bezpečně.
Vestigo Aerospace založil David Spencer, docent na Purdue's College of Engineering. "Prostřednictvím šestiměsíční studie budeme pokročit v technologii tažení plachet pro deorbit malých satelitů a zahájit fáze vozidel," řekl Spencer v tiskové zprávě. "Bezpečná likvidace vesmírných objektů po dokončení mise je nezbytná k zachování užitečnosti vysoce hodnotných drah."
Tažné plachty jsou trochu jiné než jiné metody. Zatímco harpuny, lasery a sítě navržené různými agenturami mají za cíl vypořádat se s již nashromážděným vesmírným junkem, tažné plachty jsou navrženy tak, aby byly zabudovány do satelitu a rozmístěny na konci jejich užitečné životnosti.
"Vestigo Aerospace vyvíjí produktovou řadu plachet, které řeší potřebu deorbitové schopnosti jako alternativy k konvenčním pohonným systémům," řekl Spencer, který pracoval 17 let v Jet Propulsion Laboratory před vstupem do fakulty Purdue. "Tým také prozkoumá použití tažných plachet pro cílené reentry kosmických objektů, aby se snížila nejistota v koridorech pro atmosférické reentry a v zónách dopadu úlomků."
Plachty by byly rozmístěny na konci života satelitu. Po nasazení by snížili rychlost objektu a pomohli mu bezpečně deorbitovat. V současné době satelity deorbitují více či méně podle svých vlastních podmínek a je obtížné vypočítat, kam mohou zasáhnout Zemi, pokud jsou příliš velké na to, aby se spálily při opětovném vstupu.
Klíčovou konstrukční vlastností systému Vestigo Aerospace je škálovatelnost. V rámci výměny e-mailů s časopisem Space Magazine David Spencer řekl: „… navrhujeme systém tak, aby byl škálovatelný, takže jej lze použít k deorbitaci hostitelských satelitů od 1 kg CubeSats do 450 kg smallsatů nebo 1 000 kg startů vyšších stupňů vozidla . “
Jejich systém také poskytuje tzv. Pasivní aerodynamickou stabilitu. Podle Spencera „Toto umožňuje systému přirozeně se přizpůsobit maximální orientaci tažení.“
Vestigo Aerospace není první, kdo vyšetřuje a vyvíjí plachetnice. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) byla demonstrační mise v roce 2017, která se zaměřovala na deorbitování nanosatelitů tažnými plachtami. Zaměřoval se primárně na Cubesats, kde by byl připevněn k exteriéru, aby nezasahoval do elektroniky.
CanX-7 použil čtyři plachty k deorbitaci své 3,5 kg (7,7 liber) hmotnosti. Pouze za jeden týden po nasazení se jí podařilo významně změnit orbitální rychlost rozkladu. Nakonec se stabilizoval se všemi čtyřmi plachtami za zadní částí satelitu, což ještě více zvětšilo orbitální rozpad.
Pokyny jsou zavedeny od roku 2007 a uvádějí, že orbitální životnost nanosatelitu by neměla přesáhnout 25 let. Tyto pokyny pocházejí od IADC (Meziagenturní koordinační výbor pro meziregionální úskalí). I když by se mohlo jednat o exotičtějších metodách, jak se vypořádat s nashromážděnými troskami na oběžné dráze, tažné plachty nabízejí cenově dostupnou a potenciálně snadno vyvinutou metodu, která zajistí, aby budoucí satelity nepřežily svou užitečnost.
Zdroje:
- Tisková zpráva: Čištění kosmického okolí
- Tisková zpráva: Po pouhém jednom týdnu jsou CanX-7 ukáže, že plachty Sail jsou účinné při Deorbiting Satellite
- Space Magazine: British Satellite testuje svůj vesmírný harpuna
