Het internationale ruimtestation is niet het enige ruimtevaartuig dat in een baan om de aarde draait. In feite, het wordt vergezeld door de Hubble-ruimtetelescoop, satellieten binnen het aardobservatiesysteem, en meer dan 1, 000 andere operationele ruimtevaartuigen en CubeSats. Naast ruimtevaartuigen, stukjes orbitaal puin - door mensen gemaakte objecten die niet langer een doel dienen in de ruimte - bevinden zich ook in een baan om de aarde.

Met naar schatting meer dan 100 miljoen stukjes orbitaal puin van minder dan een centimeter die momenteel in de baan van de aarde zijn, ze kunnen te klein zijn om te volgen, maar velen zijn groot genoeg om schade toe te brengen aan operationele ruimtevaartuigen.

Het ruimtestation heeft orbitale puinschilden om te beschermen tegen puin dat kleiner is dan 1,5 centimeter. Grotere stukken puin worden gevolgd door grondcontrole, en indien nodig, de stuwraketten van het ruimtestation kunnen worden gebruikt om het station veilig uit de buurt van het puin te verplaatsen.

De Space Debris Sensor (SDS) zal de omgeving van klein puin rond het ruimtestation gedurende twee tot drie jaar bewaken, het opnemen van gevallen van puin tussen de maten van 0,05 mm tot 0,5 mm. Objecten groter dan 3 mm worden vanaf de grond bewaakt. Het zal niet eerder dan 12 december worden gelanceerd om te stationeren in de kofferbak van een SpaceX Dragon tijdens een bevoorradingsmissie.

Orbitaal puin van slechts 0,3 mm kan een gevaar vormen voor menselijke ruimtevluchten en robotmissies.

"Vuil dat zo klein is, kan blootgestelde thermische beveiligingssystemen beschadigen, ruimtepakken, ramen en onafgeschermde gevoelige apparatuur, " zei Joseph Hamilton, hoofdonderzoeker van het project. "Op het ruimtestation, het kan scherpe randen creëren op handgrepen langs het pad van ruimtewandelaars, wat ook schade aan de pakken kan veroorzaken."

Zodra het aan de buitenkant van de Columbus-module aan boord van het ruimtestation is gemonteerd, de sensor biedt bijna realtime impactdetectie en opnamemogelijkheden.

Met behulp van een drielaags akoestisch systeem, het VIB kenmerkt de grootte, snelheid, richting en dichtheid van deze kleine deeltjes. De eerste twee lagen zijn bedoeld om door het puin te worden gepenetreerd. Dit dual-film systeem zorgt voor de tijd, locatie en snelheid van het puin, terwijl de laatste laag - een Lexan backstop - de dichtheid van het object geeft.

De eerste en tweede laag van het SDS zijn identiek, uitgerust met akoestische sensoren en 0,075 mm brede resistieve lijnen. Als een stuk vuil de eerste laag beschadigt, het snijdt door een of meer van de resistieve lijnen voordat het inslaat en door de tweede laag gaat. Eindelijk, het puin raakt de backstop plaat.

Hoewel de backstop niet wordt gebruikt om de verzamelde monsters te retourneren, gecombineerd met de eerste twee lagen, het geeft onderzoekers waardevolle gegevens over het puin dat de SDS beïnvloedt terwijl het zich in een baan om de aarde bevindt.

"De backstop heeft sensoren om te meten hoe hard het wordt geraakt om de kinetische energie van het botsende object te schatten, "zei Hamilton. "Door dit te combineren met snelheids- en groottemetingen van de eerste twee lagen, we hopen de dichtheid van het object te berekenen."

De akoestische sensoren in de eerste twee lagen meten de impacttijd en locatie met behulp van een eenvoudig triangulatie-algoritme. Eindelijk, het combineren van impacttiming en locatiegegevens levert impact- en richtingsmetingen van het puin.

Gegevens die tijdens het SDS-onderzoek zijn verzameld, zullen onderzoekers helpen de volledige populatie van orbitaal puin in kaart te brengen en toekomstige sensoren buiten het ruimtestation en de lage baan om de aarde te plannen. waar het risico op schade door orbitaal puin nog groter is voor ruimtevaartuigen.

"De omgeving van orbitaal puin verandert voortdurend en moet voortdurend worden gecontroleerd, "zei Hamilton. "Terwijl de bovenste atmosfeer ervoor zorgt dat puin in lage banen vergaat, nieuwe lanceringen en nieuwe evenementen in de ruimte zullen de bevolking vergroten."