Az LEO (Low-Earth Orbit) űrtörmelékének egyre növekvő problémája egyre nagyobb figyelmet szentel. Mivel több ezer műhold pálya körüli és újabb ezer úton van, a műholdak iránti étvágyunk korlátlannak tűnik. De minden műhold eltarthatósági ideje van. Mit csinálunk velük, amikor már túlhaladtak hasznosságukból, és egyszerű, zavaró űrhajókra oszlanak?
Egyedül a következő öt évben várhatóan további 2600 nanosatellit és köbméter dob bevezetést. Már majdnem 5000 műhold van a Föld körül keringővel, és sokuk nem működőképes űrhajók, és eltömítik az újabb műholdak körüli pályákat. Az Egyesült Nemzetek Űrügyek Hivatala (UNOOSA) szerint egyedül 2018-ban összesen 382 tárgyat bocsátottunk az űrbe, ez egy fenntarthatatlan szám.
Nem hiányzik a lehetséges megoldások erre a problémára. Néhány egzotikus hangzású megoldás hárfákat, hálókat, mágneseket, még lézereket is magában foglal. A NASA most egy Purdue Egyetemen alapuló indító Vestigo Aerospace pénzt kapott egy hat hónapos tanulmányhoz, amelynek célja, hogy húzóvitorlákat használjon az űrhajók körüli pályára bontására, ideértve a műholdakat, az elhasznált rakéta-erősítőket és az egyéb hulladékokat is.
A Vestigo Aerospace-t David Spencer, a Purdue Műszaki Főiskola egyetemi docens indította. "A hat hónapos tanulmány révén továbbfejleszteni fogjuk a vitorlázás technológiáját a kis műholdak deorbitjára és a rakéták indítására" - nyilatkozta Spencer egy sajtóközleményben. "Az űrcikkek biztonságos ártalmatlanítása a misszió befejezése után szükséges a nagy értékű pályák hasznosságának megőrzése érdekében."
A vitorlák kissé különböznek más módszerektől. Míg a különféle ügynökségek által javasolt hárfák, lézerek és hálók a már felhalmozódott űrhulladék kezelésére szolgálnak, addig a húzóvitorlákat úgy tervezték, hogy műholdakba építsék és hasznos élettartamuk végén telepítsék.
„A Vestigo Aerospace húzóvitorlák termékcsaládát fejleszti ki, hogy a hagyományos meghajtórendszerek alternatívájaként kezelje a deorbit-képesség igényét” - mondta Spencer, aki 17 éve dolgozott a Jet Propulsion laboratóriumban, mielőtt csatlakozott a Purdue karhoz. "A csoport azt is megvizsgálja, hogy a vontatóvitorlák felhasználhatók-e az űr objektumok célzott visszatérésére, hogy csökkentsék a légköri visszatérési folyosók és a törmelék hatásterületeinek bizonytalanságát."
A vitorlákat a műholdas élet végén telepítik. Az üzembe helyezés után csökkentenék az objektum sebességét, és ezután segítene biztonságosan lemerülni az objektumon. Jelenleg a műholdak többé-kevésbé deorbitálnak a saját feltételeik alapján, és nehéz kiszámítani, hogy merre léphetnek a Földre, ha túlságosan nagyok ahhoz, hogy újrafelé lépjenek.
A Vestigo Aerospace rendszerének egyik legfontosabb tervezési jellemzője a méretezhetőség. A Space Magazine-lal folytatott e-mailes üzenetben David Spencer elmondta: „… úgy tervezzük a rendszert, hogy méretezhetõ legyen, úgy, hogy felhasználható legyen az 1 kg CubeSats-tól 450 kg kicsiig terjedõ, illetve 1000 kg-os hordozóeszköz felsõ fokozatokig terjedõ gazdaszatellitek lebontására. .”
Rendszerük biztosítja a passzív aerodinamikai stabilitást is. Spencer szerint: "Ez lehetővé teszi a rendszer számára, hogy természetesen vágjon a maximális húzási tájoláshoz."
A Vestigo Aerospace nem az első, aki vizsgálja és fejleszti a vitorlákat. A CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) egy 2017-es demonstrációs misszió volt, amely a nanosatellitek horzsolásos vitorlákkal való elhagyását vizsgálta. Elsősorban a Cubesats-ot célozta meg, ahol a külső oldalához rögzítik, hogy ne zavarja az elektronikát.
A CanX-7 négy vitorlát használt, hogy levonja a 3,5 kg tömegét. Csak egy héttel a telepítés után sikerült jelentősen megváltoztatni az orbitális bomlási sebességét. Végül mind a négy vitorla a műholdas hátulján stabilizálódott, ami még tovább növelte az orbitális bomlást.
2007 óta vannak iránymutatások, amelyek kimondják, hogy a nanosatellit keringési ideje nem haladhatja meg a 25 évet. Ezek az iránymutatások az IADC-től (Ügynökségek közötti Űrhulladék Koordinációs Bizottság) származnak. Noha az egzotikusabb módszerek lehetnek a pályán felgyülemlett hulladékok kezelése, a húzóvitorlák megfizethető és potenciálisan könnyen kidolgozható módszert kínálnak annak biztosítására, hogy a jövőbeli műholdak ne maradjanak túl hasznosságukból.
Forrás:
- Sajtóközlemény: A kozmikus szomszédság megtisztítása
- Sajtóközlemény: Csak egy hét után a CanX-7 megmutatja, hogy a Drag Sails hatékonyan működik a műholdakat lehorgonyzó módon
- Space Magazine: A British Satellite teszteli az űrhajós harpont
