האם נוכל להשתמש במפרשים מיוחדים כדי להחזיר לוויינים ישנים לכדור הארץ?

Send

הבעיה ההולכת וגוברת של פסולת חלל ב- LEO (מסלול נמוך-כדור הארץ) מביאה יותר ויותר תשומת לב. עם אלפי לוויינים במסלול, ואלפים נוספים בדרך, התיאבון שלנו ללוויינים נראה ללא גבול. אבל לכל לוויין חיי חיי מדף. מה אנחנו עושים איתם כשהם שרדו את התועלת שלהם והתפשטו לפסולת חלל פשוטה ומטרידה?

בחמש השנים הבאות בלבד, צפוי שנשגר עד 2600 ננו-אטלים נוספים וקוביות. יש כבר כמעט 5,000 לוויינים המקיפים את כדור הארץ, ורבים מהם הם כיום פסולת חלל שאינה מתפקדת, וסותמים שבילי מסלול לוויינים חדשים יותר. למעשה, על פי משרד האו"ם לענייני חלל החיצון (UNOOSA), השקנו בסך הכל 382 חפצים לחלל בשנת 2018 בלבד, מספר בלתי בר קיימא.

לא חסרים פתרונות פוטנציאליים לבעיה זו. כמה פתרונות נשמעים אקזוטיים כוללים הרפסונים, רשתות, מגנטים, ואפילו לייזרים. כעת נאס"א מחזיקה בכספי ההפעלה Vestigo Aerospace באוניברסיטת Purdue עבור מחקר שישה חודשים העוסק בשימוש במפרשי גרירה לניתוק זבל בחלל, כולל לוויינים, מאיצי טילים משומשים ופסולת אחרת, בבטחה.

את חברת Vestigo Aerospace הקים דייוויד ספנסר, פרופסור חבר במכללה להנדסה של פרדו. "במהלך המחקר של שישה חודשים, נקדם את טכנולוגיית הגרירה של מפרש לאיסור הלוויינים הקטנים ונשגר שלבי כלי רכב", אמר ספנסר בהודעה לעיתונות. "סילוק בטוח של חפצי חלל לאחר סיום המשימה נחוץ כדי לשמור על תועלתם של מסלולי ערך בעלי ערך גבוה."

מפרשי גרירה שונים במקצת משיטות אחרות. בעוד שהרמוניה, הלייזרים והרשתות שמציעות סוכנויות שונות נועדו להתמודד עם הזבל שחלל כבר הצטבר, מפרשי גרירה נועדו להיבנות בלוויין ולהיפרס בסוף חייהם השימושיים.

"Vestigo Aerospace מפתחת קו מוצרים של מפרשי דראג כדי לתת מענה לצורך ביכולת הדורביט כחלופה למערכות ההנעה המקובלות", אמר ספנסר, שעבד 17 שנה במעבדת ההנעה של ג'ט לפני שהצטרף לפקולטה לפורד. "הצוות יחקור גם את השימוש במפרשי דראג לצורך הכניסה מחדש ממוקדת של חפצי חלל, כדי להפחית את חוסר הוודאות במסדרונות הכניסה האטמוספריים ואזורי ההשפעה של פסולת."

המפרשים ייפרסו בסוף חיי הלוויין. לאחר הפריסה הם היו מצמצמים את מהירות האובייקט ואז עוזרים לו להתייבש בבטחה. נכון לעכשיו, לוויינים דורשים פחות או יותר בתנאים שלהם, וקשה לחשב היכן הם עשויים לפגוע בכדור הארץ, אם הם גדולים מכדי שיישרפו בכניסה מחודשת.

מאפיין תכנון מרכזי במערכת של Vestigo Aerospace הוא מדרגיות. בחילופי דוא"ל עם מגזין החלל אמר דייוויד ספנסר, "... אנו מעצבים את המערכת כך שניתן יהיה להרחבה, כך שתוכל להשתמש בה כדי לאגור את הלוויינים המארחים שנעים בין 1 ק"ג CubeSats ל -450 ק"ג קטנים, או 1,000 ק"ג שלבי שיגור עליונים. . "

המערכת שלהם מספקת גם את מה שמכונה "יציבות אווירודינמית פאסיבית." לדברי ספנסר, "זה מאפשר למערכת לקצץ באופן טבעי לכיוון הגרירה המרבי."

Vestigo Aerospace אינם הראשונים לחקור ולפתח מפרשי גרירה. ה- CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) הייתה משימת הדגמה לשנת 2017 שבחנה את דיבורם של ננו-אטליטות עם מפרשי גרירה. הוא מכוון בעיקר לקוביות, שם הוא היה מחובר לחוץ כדי לא להפריע לאלקטרוניקה.

CanX-7 השתמש בארבע מפרשים כדי לאגור את המסה 3.5 קילוגרמים. רק שבוע לאחר הפריסה היא הצליחה לשנות את קצב ההתפרקות המסלול שלה בצורה משמעותית. בסופו של דבר היא התייצבה עם כל ארבעת המפרשים בחלקו האחורי של הלוויין, מה שהגביר את ההתפרקות מסלולית עוד יותר.

הנחיות קיימות מאז 2007 וקובעות כי חיי מסלולו של ננו-אטליט לא יעלו על 25 שנים. הנחיות אלה נובעות מ- IADC (הוועדה לתיאום פינוי פסולת בחלל הסוכנות). למרות שיכולות להיות השיטות האקזוטיות יותר להתמודד עם פסולת שהצטברו במסלול, מפרשי גרירה מציעים שיטה נוחה ופוטנציאלית לפיתוח, כדי להבטיח שלוויינים עתידיים לא ימצאו את התועלת שלהם.