Nakon 50 godina slanja raketa, satelita i tereta u orbitu, čovječanstvo je stvorilo nešto poput problema 'svemirskog smeća'. Nedavne procjene pokazuju da gore ima više od 170 milijuna komada krhotina, veličine od manje od 1 cm (0,4 in) do nekoliko metara u promjeru. Ne samo da ovo smeće prijeti svemirskim letjelicama i ISS-u, već i sudari između dijelova krhotina mogu uzrokovati nastanak više, fenomen poznat kao Kesslerov efekt .
A zahvaljujući rastu komercijalne zrakoplovne industrije i razvoju malih satelita, stvari tamo neće uskoro postati manje zatrpane. Stoga se istražuje više strategija za čišćenje svemirskih staza, od robotskih ruku i mreža do harpuna. No, u onome što je možda najambiciozniji plan do sada, ESA je predložila stvaranje svemirski tegljači sa snažnim magnetima da izvuče krhotine iz orbite.
Koncept dolazi od Emiliena Fabachera, istraživača iz Visoki institut za aeronautiku i svemir na Sveučilištu u Toulouseu, Francuska. Njegov koncept magnetskog tegljača nastoji se pozabaviti posebno jednom vrstom svemirskog otpada - neoperabilnim satelitima. Ovi nekontrolirani objekti koji se brzo okreću često su teški i do nekoliko tona, pa su stoga jedna od najznačajnijih opasnosti od sudara.
Ilustracija koja prikazuje problem svemirskog otpada. Zasluga: ESA
Kada se primijeni na problem orbitalnih krhotina, magnetsko privlačenje je atraktivno rješenje za sigurno skretanje s puta istrošenih satelita. Za početak, oslanja se na tehnologiju koja je standardno pitanje na mnogim satelitima u niskoj orbiti, što je poznato kao magnetorquers. Ovi elektromagneti omogućuju satelitima da prilagode svoju orijentaciju pomoću Zemljinog magnetskog polja. Dakle, sateliti za lov na krhotine ne bi trebali biti posebno opremljeni unaprijed.
Štoviše, ova ista tehnologija magnetskog privlačenja ili odbijanja smatra se sigurnom metodom za omogućavanje više satelita da održavaju bliske formacije u svemiru. Takvi sateliti - poput NASA-inih Magnetosferska višerazmjerna misija (MMS), Landsat 7 i Promatranje Zemlje-1 sateliti, a ESA-in nadolazeći misija LISA – su ili operativni ili će uskoro biti oko Zemlje.
Zbog toga ova vrsta tehnologije magnetskog privlačenja predstavlja sigurnu i učinkovitu alternativu za uklanjanje svemirskog smeća. Kao što je Fabacher objasnio u nedavnoj ESA-i priopćenje za javnost :
“Sa satelitom koji želite izaći iz orbite, puno je bolje ako možete ostati na sigurnoj udaljenosti, bez potrebe da dođete u izravan kontakt i da riskirate oštećenje satelita gonitelja i ciljanih satelita. Dakle, ideja koju istražujem je primijeniti magnetske sile kako bi privukli ili odbili ciljani satelit, pomaknuli njegovu orbitu ili ga u potpunosti izorbiti.'
Umjetnikov dojam o Darwinovoj misiji koju je predložila ESA, šest satelita koji lete formacijom koji bi tražili egzoplanete. Zasluge: ESA/Medialab
Koncept je proizašao iz razgovora koji je Fabacher vodio sa stručnjacima iz tehničkog centra ESA-e u Nizozemskoj. Kao dio svog doktorskog istraživanja, istraživao je kako bi tehnike magnetskog navođenja, navigacije i upravljanja funkcionirale u praksi. To je dovelo do rasprave o tome kako bi slična tehnologija mogla omogućiti rojevima satelita da privlače i uklanjaju krhotine iz orbite.
Nakon što su napravili neke izračune koji su kombinirali simulator susreta s modelima magnetske interakcije, a također uzimajući u obzir stalno promjenjivo stanje Zemljine magnetosfere, Fabacher i njegovi kolege shvatili su da imaju radni koncept. “Prvo iznenađenje bilo je da je to doista bilo moguće, teoretski – u početku nismo mogli biti sigurni, ali pokazalo se da fizika funkcionira dobro”, rekao je.
Da bi ga razbili, sateliti lovca generirali bi snažno magnetsko polje pomoću supravodljivih žica koje su ohlađene na kriogene temperature. Ovi bi se sateliti također oslanjali na magnetska polja kako bi održali precizne leteće formacije, čime bi roju satelita progonitelja omogućili da se nose s više komada krhotina ili da koordiniraju i usmjeravaju krhotine na određeno mjesto.
Prema Finnu Ankersenu – ESA stručnjaku za susrete i pristajanje i formacijski let – ovi bi magnetski tegljači također mogli ukloniti svemirske krhotine s vrlo visokom razinom preciznosti. “Ova vrsta beskontaktnog magnetskog utjecaja djelovala bi na udaljenosti od oko 10-15 metara, nudeći preciznost pozicioniranja unutar 10 cm s preciznošću stava [od] 1 – 2º”, rekao je.
Zašto je potrebno ublažavanje svemirskog otpada. Kliknite za animaciju. Zasluga: ESA
Koncept se razvija uz podršku ESA-e Inicijativa za umrežavanje/partnerstvo , program koji nudi podršku sveučilištima i istraživačkim institutima u svrhu razvoja svemirskih tehnologija. A dolazi u trenutku kada pitanje svemirskog otpada postaje sve zabrinjavajuće.
Ako se ne kontrolira, svemirski otpad vjerojatno će postati vrlo ozbiljna opasnost u nadolazećim godinama i desetljećima. Već se procjenjuje da će tržište malih satelita narasti za 5,3 milijarde dolara u sljedećem desetljeću (prema Space Worksu i Eurostatu) i mnoge privatne tvrtke žele pružati redovite usluge lansiranja kako bi se prilagodile tom rastu.
Ako se namjeravamo početi vraćati na Mjesec i planirati misije na Mars, moramo se pobrinuti da su svemirske trake čiste! A s obzirom na važnost Međunarodne svemirske postaje za znanstvena istraživanja i međunarodnu suradnju, te s tvrtkama poput Bigelow Aerospace u potrazi za uspostavljanjem svemirskih staništa u orbiti, mora se nešto učiniti u vezi s ovim problemom prije nego što potpuno izmakne kontroli!
Tko zna? Možda je mala flota ili magnetski tegljači upravo ono što nam treba da počistimo ovaj nered!
Daljnje čitanje: OVAJ