Efter næsten halvfjerds års rumfart er rumrester blevet et temmelig alvorligt problem. Dette skrammel, der flyder rundt i Low Earth Orbit (LEO), består af de brugte første raketstadier og ikke-fungerende satellitter og udgør en stor trussel mod langvarige missioner som Den Internationale Rumstation og fremtidige rumlanceringer. Og ifølge numre, der er frigivet af Space Debris Office i European Space Operations Center (ESOC), bliver problemet kun værre.
Derudover håber rumfartsbureauer og private luftfartsselskaber at lancere betydeligt mere i vejen for satellitter og rumhabitater i de kommende år. Som sådan er NASA begyndt at eksperimentere med en revolutionerende ny idé til fjernelse af rumrester. Det er kendt som RemoveDebris-rumfartøjet, der for nylig udsendte fra ISS for at gennemføre en serie af demonstrationsaktiviteter (Active Debris Removal) (ADR).
Denne satellit blev samlet af Surrey Satellite Technology Ltd. og Surrey Space Center (ved University of Surrey i Storbritannien) og indeholder eksperimenter leveret af flere europæiske luftfartsselskaber. Den måler cirka 1 meter på en side og vejer ca. 100 kg (220 lbs), hvilket gør den til den største satellit, der er udsendt til ISS indtil videre.
Formålet med SpaceDebris-rumfartøjet er at demonstrere effektiviteten af affaldsnet og harpuner til at fange og fjerne rumrester fra bane. Som Sir Martin Sweeting, administrerende direktør for SSTL, sagde i en nylig erklæring:
"SSTL's ekspertise inden for design og opbygning af små satellitmissioner til lave omkostninger har været grundlæggende for succes med FjernDEBRIS, en milepæl-teknologidemonstrant til aktivt fjernelse af opgaver, der vil begynde en ny æra med rumskrotrydning i Jordens kredsløb."
Bortset fra Surrey Space Center og SSTL inkluderer konsortiet bag rumfartøjet RemoveDebris Airbus Defense and Space - verdens næststørste rumfartselskab - Airbus Safran Launchers, Innovative Solutions in Space (ISIS), CSEM, Inria og Stellenbosch University. Rumfartøjet består ifølge Surrey Space Center's websted af følgende:
”Missionen vil omfatte en hoved-satellitplatform (~ 100 kg), der en gang i kredsløb vil placere to CubeSats som kunstige affaldsmål for at demonstrere nogle af teknologierne (netfangst, harpunfangst, visionbaseret navigation, dragsail-orbitation). Projektet er samfinansieret af Europa-Kommissionen og projektpartnerne og ledes af Surrey Space Center (SSC), University of Surrey, UK. ”
Af hensyn til demonstrationen vil "mødeskibet" indsætte to kuber, der simulerer to stykker rumskrot. I det første eksperiment vil en af CubeSats - udpeget DebrisSat 1 - sprænge sin ombordballon for at simulere et større stykke junk. Fjernskibets rumfartøj vil derefter indsætte sit net for at fange det og derefter lede det ind i jordens atmosfære, hvor nettet vil blive frigivet.
Den anden CubeSat, der hedder DebrisSat 2, vil blive brugt til at teste mødeskibets sporings- og spændende lasere, dets algoritmer og dets visionbaserede navigationsteknologi. Det tredje eksperiment, der vil teste harpunens evne til at fange kredsløb omkring pladsrester, er indstillet til at finde sted i marts næste år. Af juridiske grunde testes harpunen ikke på en faktisk satellit og består i stedet af moderskibet, der strækker en arm med et mål på slutningen.
Harpunen fyres derefter på et bund med 20 meter pr. Sekund (45 mph) for at teste den nøjagtighed. Efter at være lanceret til stationen tilbage 2. april, blev satellitten udsendt fra ISS 'japanske Kibo-lab-modul den 20. juni af stationernes canadiske robotarm. Som Guillermo Aglietti, direktøren for Surrey Space Center, forklarede i et interview med SpaceFlight Now, før rumfartøjet blev lanceret til ISS:
”Netet, som en måde at fange affald på, er en meget fleksibel mulighed, fordi selv hvis affaldet roterer eller har en uregelmæssig form, er det relativt lav risiko at fange det med et net sammenlignet med ... at gå med en robotarm , fordi hvis affaldet roterer meget hurtigt, og du prøver at fange det med en robotarm, er der helt klart et problem. Derudover, hvis du skal fange affaldet med en robotarm eller en griber, har du brug for et sted, hvor du kan gribe fat i dit stykke affald uden at bryde bare en del af det. ”
Netforsøget er i øjeblikket planlagt til september 2018, mens det andet eksperiment er planlagt til oktober. Når disse eksperimenter er afsluttet, vil moderskibet indsætte sin dragsail til at fungere som en bremsemekanisme. Dette udvidelige sejle vil opleve kollisioner med luftmolekyler i Jordens ydre atmosfære og gradvist reducere dens bane, indtil det kommer ind i de tættere lag af Jordens atmosfære og brænder op.
Dette sejl vil sikre, at rumfartøjet deorbiterer inden for otte uger efter dets udbredelse snarere end de anslåede to og et halvt år, det ville tage at ske naturligt. I denne henseende vil FjernDebris-rumfartøjet demonstrere, at det er i stand til at tackle problemet med rumrester, mens det ikke tilføjes til det.
I sidste ende vil RemoteDebris-rumfartøjet teste en række nøgleteknologier designet til at gøre orbital-affaldsfjernelse så enkel og omkostningseffektiv som muligt. Hvis det viser sig at være effektivt, kan ISS modtage flere FjernDebris-rumfartøjer i ftureu, som derefter gradvist kunne indsættes for at fjerne større stykker pladsrester, der truer stationen og operationelle satellitter.
Conor Brown er ekstern nyttelast-manager for Nanoracks LLC, firmaet, der udviklede Kaber-systemet ombord på Kibo-laboratoriemodulet til at imødekomme det stigende antal MicroSats, der bliver sendt fra ISS. Som han udtrykte i en nylig erklæring:
”Det er vidunderligt at have bidraget til at lette denne banebrydende mission. RemoveDebris demonstrerer nogle ekstremt spændende aktive teknologier til fjernelse af affald, der kan have en stor indflydelse på, hvordan vi håndterer rumrester fremad. Dette program er et fremragende eksempel på, hvordan små satellitfunktioner er vokset, og hvordan rumstationen kan fungere som en platform for missioner i denne skala. Vi er alle glade for at se resultaterne af de eksperimenter og indflydelse, som dette projekt kan have i de kommende år. ”
Ud over FjernDebris-rumfartøjet modtog ISS for nylig et nyt værktøj til at opdage rumrester. Dette er kendt som Space Debris Sensor (SDS), en kalibreret slagføler monteret på ydersiden af stationen for at overvåge påvirkninger forårsaget af små rumskrater. Sammen med teknologier, der er designet til at rydde op i rumrester, vil forbedret overvågning sikre, at kommercialiseringen (og måske endda koloniseringen) af LEO kan begynde.
