Det voksende problem med pladsaffald i LEO (Low-Earth Orbit) får mere og mere opmærksomhed. Med tusinder af satellitter i bane og tusinder mere på vej, synes vores appetit på satellitter ubegrænsede. Men hver satellit har en holdbarhed. Hvad gør vi med dem, når de har overlevet deres anvendelighed og overgået til enkle, besværlige rumrester?
Bare i de næste fem år forventes det, at vi lancerer op til 2600 flere nanosatellitter og cubesats. Der er allerede næsten 5.000 satellitter, der kredser rundt om Jorden, og mange af dem er ikke-fungerende pladsrester nu, som tilstopper orbitalstier for nyere satellitter. Faktisk lancerede vi ifølge De Forenede Nationers Kontor for Udenrigsanliggender (UNOOSA) i alt 382 genstande i rummet alene i 2018, et uholdbart antal.
Der er ingen mangel på mulige løsninger på dette problem. Nogle eksotisk-klingende løsninger involverer harpuner, net, magneter, endda lasere. Nu har NASA Purdue University-relaterede opstart Vestigo Aerospace-penge til en seks måneders undersøgelse, der ser på at bruge træksejl til at afkøre rumskrot, inklusive satellitter, brugte raketforstærkere og andet affald, sikkert.
Vestigo Aerospace blev startet af David Spencer, lektor ved Purdue's College of Engineering. ”Gennem den seks måneder lange undersøgelse vil vi fremme træksejleteknologien til deorbit af små satellitter og lancere køretøjsfaser,” sagde Spencer i en pressemeddelelse. ”Sikker bortskaffelse af pladsobjekter efter afslutning af mission er nødvendig for at bevare anvendeligheden af baner af høj værdi.”
Træksejl er lidt anderledes end andre metoder. Mens harpuner, lasere og net, der er foreslået af forskellige agenturer, er beregnet til at håndtere det rumskrot, der allerede er akkumuleret, er træksejl designet til at blive indbygget i en satellit og distribueres i slutningen af deres brugstid.
”Vestigo Aerospace udvikler en produktserie med træksejl for at imødekomme behovet for deorbit-kapacitet som et alternativ til konventionelle fremdrivningssystemer,” sagde Spencer, der arbejdede i 17 år på Jet Propulsion Laboratory, før han kom til Purdue-fakultetet. ”Holdet vil også undersøge brugen af træksejl til målrettet genindtræden af rumgenstande for at reducere usikkerheden i atmosfæriske reentry-korridorer og affaldsområder for affald.”
Sejlene ville blive indsat i slutningen af en satellits liv. Når de var installeret, ville de reducere et objekts hastighed og derefter hjælpe det med at deorbit sikkert. I øjeblikket deorbiterer satellitter mere eller mindre på deres egne vilkår, og det er vanskeligt at beregne, hvor de kan ramme Jorden, hvis de er for store til at brænde op ved genindtræden.
En vigtig designfunktion i Vestigo Aerospace's system er skalerbarhed. I en e-mail-udveksling med Space Magazine sagde David Spencer, “... vi designer systemet til at være skalerbart, så det kan bruges til at deorbit værtsatellitter, der spænder fra 1 kg CubeSats til 450 kg småsatser, eller 1.000 kg øvre etaper .”
Deres system giver også det, der kaldes "passiv aerodynamisk stabilitet." Ifølge Spencer, "Dette giver systemet mulighed for naturligt at trimme til den maksimale trækorientering."
Vestigo Aerospace er ikke den første til at undersøge og udvikle træksejl. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) var en demonstrationsmission i 2017, der så på deorbiterende nanosatellitter med træksejl. Det var primært rettet mod cubesats, hvor det ville være fastgjort til det ydre for ikke at forstyrre elektronikken.
CanX-7 brugte fire sejl til at deorbitere sine 3,5 kg (7,7 pund) masse. På kun en uge efter indsættelsen lykkedes det at ændre sin omløbshastighed betydeligt. Til sidst stabiliserede det sig med alle fire sejl bag på satellitten, hvilket øgede orbitalfaldet endnu mere.
Der har været retningslinjer siden 2007, hvori de angiver, at en nanosatellit orbital levetid ikke bør overstige 25 år. Disse retningslinjer kommer fra IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee). Selvom det kan være op til de mere eksotiske metoder til at håndtere ophobet affald i bane, giver træksejl en overkommelig og potentielt let at udvikle metode til at sikre, at fremtidige satellitter ikke overlever deres nytte.
Kilder:
- Pressemeddelelse: Oprydning af det kosmiske kvarter
- Pressemeddelelse: Efter kun en uge er CanX-7 viser træksejl effektive ved deorbiterende satellit
- Space Magazine: Britisk satellit tester sin Space Junk Harpoon
