Space junk er et voksende problem. I årtier har vi sendt satellitter i kredsløb omkring Jorden. Nogle af dem går i kredsløb og brænder op i Jordens atmosfære eller går ned i overfladen. Men det meste af det, vi sender til kredsløb, er stadig derop.
Dette bliver et akut problem, når årene går, og vi lancerer mere og mere hardware i kredsløb. Siden den allerførste satellit - Sputnik 1 - blev lanceret i kredsløb i 1957, er over 8000 satellitter placeret i kredsløb. Fra og med 2018 er anslået 4900 stadig i kredsløb. Cirka 3000 af dem er ikke operationelle. De er rumskrot. Risikoen for kollision vokser, og forskere arbejder på løsninger. Problemet vil forstærke sig over tid, da kollisioner mellem genstande skaber flere stykker affald, der skal håndteres.
Der er to klassificering af systemer til fjernelse af rumskrot: kontaktmetoder og kontaktløse metoder. Kontaktmetoder inkluderer robotarme, tethers og net. Kontaktløse metoder inkluderer lasere og ionstråler. Indtil videre har de kontaktløse metoder vist sig at være mere pålidelige. Et team fra Tohoku University i Sendai City, Japan og deres kolleger ved det australske National University udvikler en unik kontaktløs metode kaldet ion beam herde kontaktløs metode.
Der er to problemer med at sigte ionstråler mod rumskrot og lede den mod Jorden. Modstyrken skubber satellitten ud af position. Det andet problem er massen af selve rumskrattet. Det kræver en masse magt at rette det ufarligt mod Jorden.
Forskere er fokuseret på satellitter i Low Earth Orbit for at starte. Disse genstande har en tendens til at være i området fra 1 til 2 ton. Ifølge undersøgelsen vil genstande i dette masseområde tage omkring 80 til 150 dage at blive omgået. Det er vanskeligt og dyrt at udvikle, bygge og lancere en satellit, der er kraftig nok til at gøre dette med to separate thrustere.
"Hvis affaldsfjernelsen kan udføres af et enkelt højeffektfremdrivningssystem, vil det være af betydelig anvendelse til fremtidig pladsaktivitet." - Lektor Kazunori Takahashi, Tohoku University, Japan.
Det japansk-australske team udvikler et system, der løser disse problemer med et unikt tovejs plasmastrålearrangement. De to bjælker kan modvirke hinanden, hvor den ene holder hyrdesatellitten på plads, og den anden leder uønsket mod Jorden. En enkelt strømkilde driver de to bjælker, og satellitten sikter bjælkerne efter behov.
”Hvis fjernelse af affald kan udføres af et enkelt fremdrivningssystem med høj effekt, vil det være af betydelig anvendelse til fremtidig rumaktivitet,” sagde lektor Kazunori Takahashi fra Tohoku University i Japan, der leder forskning på ny teknologi til fjernelse af plads snavs i samarbejde med kolleger ved det australske nationaluniversitet.
Lab-test har tydeligt vist, at en helicon-plasmastruster kan fjerne pladsrester med et enkelt fremdrivningssystem. Laboratorieeksperimenterne, magnetiske felter og gasinjektioner kontrollerer plasmalumene fra den enkelte plasmastruster. Laboratorietest målte den kraft, der blev anvendt på det simulerede rumskrot. Systemet anvendte den nøjagtige mængde modstyrke på satellitten for at holde den i position. Systemet fungerer i tre forskellige tilstande: satellitacceleration, satellit deceleration og fjernelse af affald.
"Helicon-plasma-thrusteren er et elektrodeløst system, der gør det muligt for den at udføre lange operationer, der udføres på et højt effektniveau." siger Takahashi, "Denne opdagelse adskiller sig væsentligt fra eksisterende løsninger og vil yde et væsentligt bidrag til fremtidig bæredygtig menneskelig aktivitet i rummet."
- Tohoku University Pressemeddelelse: Plasma Thruster: Ny teknologi til fjernelse af rumfald
- Research Paper på Nature.com: Demonstrerer en ny teknologi til fjernelse af rumrester ved hjælp af en tovejs plasmastruster
- Wikipedia-indgang: Satellit
