Az űrhajózás egyre növekvő probléma. Évtizedek óta műholdakat küldünk a Föld körüli pályára. Némelyikük kering a pályára és felégszik a Föld légkörében, vagy összeomlik a felszínen. De a tömeg nagy része, amelyet keringőpályára küldünk, még mindig ott van.
Ez egyre komolyabb probléma az évek múlásával, és egyre több hardvert dobunk a pályára. Mivel az első műholdat - a Sputnik 1-et - 1957-ben keringtették pályára, több mint 8000 műholdat helyeztek el pályára. 2018-tól becslések szerint 4900 még mindig pályára áll. Ezek közül körülbelül 3000 nem működik. Ők őrültek. Az ütközések kockázata növekszik, és a tudósok megoldásokon dolgoznak. A probléma az idő múlásával önmagában is felmerül, mivel az objektumok közötti ütközések több törmeléket eredményeznek, amelyekkel foglalkozni kell.
Az űrhajózási hulladék eltávolító rendszereket két osztályba sorolhatjuk: érintkezési módszerek és érintkezés nélküli módszerek. Az érintkezési módszerek magukban foglalják a robotkarokat, a rögzítőket és a hálókat. Az érintésmentes módszerek között lézerek és ionnyalábok vannak. Eddig a kapcsolat nélküli módszerek megbízhatóbbnak bizonyultak. A japán Sendai City Tohoku Egyetemen dolgozó csapat és az Ausztrál Nemzeti Egyetemen dolgozó kollégáik kifejlesztenek egy egyedi érintkezés nélküli módszert, amelyet ioncsöves pásztor érintésmentes módszernek hívnak.
Két probléma van az ionnyaláboknak az űrhajókba történő irányításával és a föld felé irányításával. Az ellenkező erő kiszorítja a műholdat a helyzetből. A másik probléma maga a világűr-tömeg. Nagyon sok energiát igényel, hogy ártalmatlanul irányítsa a Föld felé.
A tudósok az alacsony földi pályán lévő műholdakra összpontosítanak az induláshoz. Ezek az objektumok általában 1-2 tonna tartományba esnek. A tanulmány szerint ezen a tömegtartományban lévő tárgyak körülbelül 80–150 napra telik keringésre. Ehhez elég erős műholdas fejlesztés, felépítés és indítás, két külön tolóerővel, nehéz és költséges.
"Ha a törmeléket egyetlen nagy teljesítményű meghajtórendszerrel lehet elvégezni, akkor jelentős hasznot fog használni a jövőbeli űrtevékenységekhez." - Kazunori Takahashi, egyetemi docens, Tohoku Egyetem, Japán.
A japán-ausztrál csapat dolgoz ki egy rendszert, amely ezeket a problémákat egyedülálló, kétirányú plazmanyaláb-elrendezéssel oldja meg. A két sugár ellensúlyozhatja egymást: az egyik a pásztor műholdat tartja a helyén, a másik pedig a szemét a Föld felé irányítja. Egyetlen áramforrás táplálja a két gerendát, és a műholdas a szükséges gerendákat irányítja.
„Ha a törmeléket egyetlen nagy teljesítményű meghajtórendszerrel lehet végrehajtani, akkor az jelentős hasznot fog hozni a jövőbeli űrtevékenységekben” - mondta Kazunori Takahashi, a japán Tohoku Egyetem docens, aki az űr eltávolítására szolgáló új technológiával foglalkozik. hulladék az Ausztrál Nemzeti Egyetem kollégáival együttműködésben.
A laboratóriumi tesztek egyértelműen kimutatták, hogy a helikon plazmapréselő egyetlen meghajtórendszerrel képes eltávolítani az űrtartalmakat. A laboratóriumi kísérletek, a mágneses mezők és a gázinjekciók szabályozzák a plazmacsíkokat az egységes plazmahajtóműtől. A laboratóriumi vizsgálatok meghatározták a szimulált űrhajókra kifejtett erőt. A rendszer a pontos ellenállási erőt alkalmazta a műholdakra, hogy helyben maradjon. A rendszer három különféle üzemmódban működik: műholdas gyorsítás, műholdas lassítás és törmelék eltávolítása.
"A helikon plazmapróba elektróda nélküli rendszer, amely lehetővé teszi hosszú műveletek elvégzését nagy teljesítmény mellett." Takahashi szerint: "Ez a felfedezés jelentősen különbözik a meglévő megoldásoktól, és jelentősen hozzájárul majd a jövőbeli fenntartható emberi tevékenységekhez az űrben."
- Tohoku Egyetem sajtóközleménye: Plazmadaru: Új űrhajók eltávolítási technológiája
- Kutatási cikk a Nature.com-on: Új technológia bemutatása az űrhajók eltávolítására kétirányú plazmapróp segítségével
- Wikipedia bejegyzés: Műholdas
