Vấn đề ngày càng tăng của các mảnh vụn không gian trong LEO (Quỹ đạo Trái đất thấp) đang thu hút ngày càng nhiều sự chú ý. Với hàng ngàn vệ tinh trên quỹ đạo và hàng ngàn vệ tinh khác trên đường đi, sự thèm ăn của chúng ta đối với các vệ tinh dường như vô biên. Nhưng mọi vệ tinh đều có hạn sử dụng. Chúng ta sẽ làm gì với chúng khi chúng đã vượt qua sự hữu ích của chúng và biến thành những mảnh vụn không gian đơn giản, rắc rối?
Chỉ trong năm năm tới, nó đã dự kiến rằng chúng tôi sẽ phóng thêm tới 2600 nanosatellites và cubesats. Hiện đã có gần 5.000 vệ tinh quay quanh Trái đất và nhiều trong số chúng là các mảnh vụn không gian không hoạt động, làm tắc nghẽn các đường quỹ đạo cho các vệ tinh mới hơn. Trên thực tế, theo Văn phòng các vấn đề ngoài vũ trụ của Liên hợp quốc (UNOOSA), chúng tôi đã phóng tổng cộng 382 vật thể vào không gian trong năm 2018, một con số không bền vững.
Không có giải pháp tiềm năng nào cho vấn đề này. Một số giải pháp nghe có vẻ kỳ lạ liên quan đến máy móc, lưới, nam châm, thậm chí là laser. Giờ đây, NASA đã có tiền khởi động liên quan đến Đại học Purdue, Vestigo Aerospace cho một nghiên cứu kéo dài sáu tháng, xem xét việc sử dụng các cánh buồm kéo vào quỹ đạo vũ trụ, bao gồm cả vệ tinh, tên lửa đẩy và các mảnh vỡ khác, một cách an toàn.
Vestigo Aerospace được bắt đầu bởi David Spencer, một giáo sư tại Đại học Kỹ thuật Purdue. Thông qua nghiên cứu kéo dài sáu tháng, chúng tôi sẽ thúc đẩy công nghệ kéo buồm cho việc giải phóng các vệ tinh nhỏ và phóng các giai đoạn xe cộ, theo ông Spencer nói trong một thông cáo báo chí. Việc xử lý an toàn các vật thể không gian khi hoàn thành nhiệm vụ là cần thiết để bảo vệ tiện ích của các quỹ đạo có giá trị cao.
Kéo buồm khác một chút so với các phương pháp khác. Trong khi các máy móc, laser và lưới được đề xuất bởi các cơ quan khác nhau nhằm đối phó với rác không gian mà Lẩu đã tích lũy, các cánh buồm kéo được thiết kế để xây dựng thành một vệ tinh và được triển khai vào cuối cuộc đời hữu ích của chúng.
Spencer, Spencer, người đã làm việc 17 năm tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực trước khi gia nhập khoa Purdue. Nhóm nghiên cứu cũng sẽ điều tra việc sử dụng các cánh buồm kéo để thử lại mục tiêu của các vật thể không gian, để giảm sự không chắc chắn trong các hành lang reentry trong khí quyển và các vùng va chạm của mảnh vỡ.
Các cánh buồm sẽ được triển khai vào cuối cuộc đời vệ tinh. Sau khi được triển khai, họ sẽ giảm vận tốc của đối tượng và sau đó giúp nó giảm tốc độ an toàn. Hiện tại, các vệ tinh giảm thiểu ít nhiều theo các điều khoản của riêng họ và rất khó tính toán nơi họ có thể tấn công Trái đất, nếu họ quá lớn để đốt cháy khi tái nhập.
Một tính năng thiết kế chính của hệ thống Vestigo Aerospace là khả năng mở rộng. Trong một cuộc trao đổi email với Tạp chí Không gian, David Spencer cho biết, chúng tôi đang thiết kế hệ thống để có thể mở rộng, để nó có thể được sử dụng để khử các vệ tinh chủ từ 1 kg CubeSats đến 450 kg nhỏ, hoặc 1.000 kg phóng lên các tầng trên .
Hệ thống của họ cũng cung cấp những gì mà Keith gọi là ổn định khí động học thụ động. Theo Spencer, điều này cho phép hệ thống tự nhiên cắt theo hướng kéo tối đa.
Vestigo Aerospace aren sắt là người đầu tiên điều tra và phát triển các cánh buồm kéo. CanX-7 (Nanospace eXperiment-7) của Canada là một nhiệm vụ trình diễn năm 2017, xem xét các vật liệu nano khử hấp thụ với cánh buồm kéo. Nó chủ yếu nhắm vào Cubesats, nơi nó sẽ được gắn vào bên ngoài để không can thiệp vào thiết bị điện tử.
CanX-7 đã sử dụng bốn cánh buồm để giải phóng khối lượng 3,5 kg (7,7 pound) của nó. Chỉ trong một tuần sau khi triển khai, nó đã thành công trong việc thay đổi tỷ lệ phân rã quỹ đạo đáng kể. Cuối cùng, nó tự ổn định với tất cả bốn cánh buồm ở phía sau vệ tinh, làm tăng sự phân rã quỹ đạo thậm chí nhiều hơn.
Các hướng dẫn đã được áp dụng từ năm 2007, nói rằng tuổi thọ quỹ đạo của vệ tinh nano không được vượt quá 25 năm. Những hướng dẫn này đến từ IADC (Ủy ban điều phối các mảnh vỡ không gian liên cơ quan). Mặc dù có thể tùy thuộc vào các phương pháp kỳ lạ hơn để xử lý các mảnh vụn tích lũy trên quỹ đạo, nhưng cánh buồm kéo cung cấp một phương pháp giá cả phải chăng và dễ phát triển để đảm bảo các vệ tinh trong tương lai không thể sử dụng được tính hữu dụng của chúng.
Nguồn:
- Thông cáo báo chí: Dọn dẹp khu phố vũ trụ
- Thông cáo báo chí: Chỉ sau một tuần, CanX-7 cho thấy các cánh buồm kéo có hiệu quả trong việc khử nhiễu vệ tinh
- Tạp chí vũ trụ: Vệ tinh Anh thử nghiệm Space Junk Harpoon
