Растущая проблема космического мусора на низкоорбитальной орбите LEO привлекает все больше внимания. С тысячами спутников на орбите и еще многими в пути наш аппетит к спутникам кажется безграничным. Но у каждого спутника есть срок годности. Что мы будем с ними делать, когда они изжили себя и превратились в простой и неприятный космический мусор?
Только в следующие пять лет ожидается, что мы запустим еще до 2600 наноспутников и кубов. Уже есть около 5000 спутников, вращающихся вокруг Земли, и многие из них в настоящее время не функционируют в космическом мусоре, забивая орбитальные траектории для новых спутников. Фактически, по данным Управления Организации Объединенных Наций по вопросам космического пространства (UNOOSA), только в 2018 году мы выпустили в космос 382 объекта, что является неустойчивым числом.
Там нет недостатка в потенциальных решениях этой проблемы. Некоторые решения с экзотическим звучанием включают гарпуны, сети, магниты и даже лазеры. Теперь НАСА располагает стартапом Vestigo Aerospace, связанным с Университетом Пердью, на шестимесячное исследование, посвященное безопасному использованию парусных парусов для выведения из строя космического мусора, в том числе спутников, отработавших ракетных ускорителей и другого мусора.
Vestigo Aerospace был создан Дэвидом Спенсером, доцентом инженерного колледжа Пердью. «В ходе шестимесячного исследования мы будем продвигать технологию бремени паруса для выведения малых спутников и ступеней ракет-носителей», - сказал Спенсер в пресс-релизе. «Безопасное удаление космических объектов после завершения миссии необходимо для сохранения полезности орбит высокой ценности».
Drag паруса немного отличаются от других методов. В то время как гарпуны, лазеры и сети, предлагаемые различными агентствами, предназначены для борьбы с уже накопленным космическим мусором, паруса для перевозки спроектированы так, чтобы их можно было встроить в спутник и развернуть в конце срока их службы.
«Vestigo Aerospace разрабатывает продуктовую линейку парусных парусов, чтобы удовлетворить потребность в способности разорвать в качестве альтернативы обычным силовым установкам», - сказал Спенсер, проработавший 17 лет в Лаборатории реактивного движения до прихода на факультет Пердью. «Группа также изучит возможность использования парусов для целевого входа космических объектов, чтобы уменьшить неопределенность в коридорах входа в атмосферу и зонах воздействия мусора».
Паруса будут развернуты в конце срока службы спутника. После развертывания они уменьшат скорость объекта, а затем помогут безопасно его вывести из орбиты. В настоящее время спутники десорбируются более или менее на своих собственных условиях, и трудно рассчитать, где они могут ударить Землю, если они слишком велики, чтобы сгореть при повторном входе.
Ключевой особенностью системы Vestigo Aerospace является масштабируемость. В обмене электронной почтой с журналом Space Magazine Дэвид Спенсер сказал: «… мы разрабатываем систему, которая будет масштабируемой, чтобы ее можно было использовать для десорбции спутников-хозяев в диапазоне от 1 кг CubeSats до 450 кг малых спутников или 1000 кг верхних ступеней ракеты-носителя «.
Их система также обеспечивает то, что называется «пассивной аэродинамической стабильностью». По словам Спенсера, «это позволяет системе естественным образом подгоняться к максимальной ориентации сопротивления».
Vestigo Aerospace не первый, кто исследует и разрабатывает паруса. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) был демонстрационной миссией 2017 года, которая рассмотрела разборку наноспутников с помощью паруса. Это было прежде всего нацелено на Cubesats, где это будет прикреплено к внешности, чтобы не вмешиваться в электронику.
CanX-7 использовал четыре паруса, чтобы разорвать его 3,5 кг (7,7 фунтов) массы. Всего за одну неделю после развертывания ему удалось значительно изменить орбитальную скорость затухания. В конце концов он стабилизировался всеми четырьмя парусами в задней части спутника, что еще больше увеличило орбитальный спад.
Руководящие принципы существуют с 2007 года, утверждая, что орбитальный срок службы наноспутника не должен превышать 25 лет. Эти руководящие принципы исходят от МАДК (Межучрежденческого координационного комитета по космическому мусору). Хотя это может быть связано с более экзотическими методами борьбы с скопившимся обломками на орбите, парусные отряды предлагают доступный и потенциально простой в освоении метод, позволяющий будущим спутникам не утратить свою полезность.
Источники:
- Пресс-релиз: Очистка космического соседства
- Пресс-релиз: Спустя всего одну неделю CanX-7 показывает, что дрейфующие паруса эффективны при разборке спутника
- Журнал Space: британский спутник тестирует гарпун Space Junk
