Jak złapać satelitę
Cumowanie na orbicie samo w sobie nie jest łatwe, a ESA planuje wykonać zadanie jeszcze trudniejsze: przechwycić wysłużone, dryfujące w przestrzeni satelity. Aby móc kontrolować kosmiczne śmieci, konieczny jest szereg nowych technologii. Właśnie zaczynają się rozmowy o nich z partnerami przemysłowymi.
Inicjatywa ESA Clean Space (“czysta przestrzeń kosmiczna”) prowadzi badania nad misją e.DeOrbit, która usuwając kosmiczne śmieci miałaby zredukować wpływ przemysłu kosmicznego na środowisko Ziemi i przestrzeni wokół niej.
Śmieci wokół Ziemi
Starty rakiet w ostatnich dziesięcioleciach pozostawiły po sobie ogromną ilość śmieci krążących wokół Ziemi. Obecnie śledzonych jest ponad 17 000 obiektów większych od filiżanki. Każdy z nich stanowi zagrożenie dla bieżących misji. Kolizja z obiektem o wielkości nawet 1 cm możne wywołać zniszczenia porównywalne do wywołanych granatem ręcznym.
Jedynym sposobem zmniejszenia ilości śmieci kosmicznych na niskich orbitach okołoziemskich jest usuwanie większych obiektów, takich jak niedziałające satelity, czy górne stopnie rakiet nośnych.
Takie wielotonowe, niekontrolowane śmieci niosą ze sobą nie tylko ryzyko kolizji, są to także tykające bomby zegarowe. Znajdujące się w nich pozostałości paliwa albo akumulatory (nadal ładowane przez ogniwa słoneczne) mogą kiedyś eksplodować.
Powstała w wyniku takiej eksplozji chmura śmieci sprawiłaby, że orbity te stałaby się o wiele bardziej niebezpieczne, droższe w utrzymaniu, a dalsze kolizje mogłyby doprowadzić do kolejnych zderzeń.
Wybranie właściwych orbit
Misja e.DeOrbit będzie zbierała śmieci na często używanych orbitach polarnych, na wysokości pomiędzy 800 a 1000 km. Około 1600 kilogramowy satelita zostanie wystrzelony należącą do ESA rakietą Vega.
Pierwszym wyzwaniem tej misji będzie uchwycenie masywnego, dryfującego obiektu, którego stan techniczny i położenie nie będzie znane. Obiekt może, na przykład, szybko wirować. Kluczowe do oceny stanu wraku, a potem do zbliżenia się do niego będą tzw. zaawansowane czujniki obrazujące oraz autonomiczność statku.
Samo podejście do drugiego obiektu oraz utrzymanie pozycji względem niego jest skomplikowanym zadaniem. Ale najtrudniejsza rzecz dopiero przed nami: jak bezpiecznie połączyć oba statki i skierować je z powrotem do atmosfery, gdzie ulegną zniszczeniu?
W celu zminimalizowania ryzyka misji, sprawdzane są różne systemy przechwytywania. Zaletą wyrzucanych sieci jest ich skalowalność - wystarczająco duża sieć pochwyci wszystko, bez względu na wielkość czy położenie. Zaczepy, mechanizm zaciskowy, obecnie wykorzystywany w systemach dokowania i cumowania, mogłyby umożliwić uchwycenie pierścieni adaptera wielu różnych satelitów.
Harpuny można by stosować niezależnie od kształtu i położenia celu. Nie trzeba też bardzo się zbliżać, żeby ich użyć. Innym sposobem mogą być tzw. zrobotyzowane ramiona. Takie rozwiązanie będzie wkrótce testowała misja DEOS niemieckiej agencji kosmicznej DLR.
Duży wpływ na projektowanie takiej misji ma nie tylko ilość paliwa konieczna do jej wykonania, lecz również potencjalny ruch wirowy obiektu przechwytywanego. Statek przechwytujący może przejąć tylko część tego ruchu, inaczej sam wymknie się spod kontroli.
Oprócz deorbitacji przy pomocy łączników o różnej elastyczności, rozważane są też metody polegające na podniesieniu celu na wyższe orbity, przy pomocy lin (tzw. tethers) i silników elektrycznych.
Sympozjum dotyczące badań i rozwoju technologii związanych z misją e.DeOrbit odbędzie się 6 maja w Holandii. Swoje osiągnięcia i plany przedstawią reprezentanci ESA i przemysłu kosmicznego. Więcej informacji dostępnych jest na dedykowanej stronie internetowej.
