Wetenschap
Tegoed:Tethers Unlimited.
Een bedrijf genaamd Tethers Unlimited heeft zijn de-orbiting-kabel ingezet in een succesvolle test op de Prox-1-satelliet. De satelliet is een van de vier die het apparaat dragen, genaamd de Terminator-tape. In plaats van jaren of decennia in de ruimte te blijven en het groeiende probleem van ruimtepuin nog groter te maken, Prox-1 gebruikt zijn Terminator Tape om zijn baan langzaam te verlagen.
De Terminator Tape is een goedkope oplossing voor het probleem van het verwijderen van inactieve satellieten uit een baan om de aarde. De ruimtevaartindustrie is momenteel booming, en dat voedt het groeiende ruimtepuinprobleem. Er worden nieuwe richtlijnen ontwikkeld om problemen aan te pakken, en eventueel, er zullen beperkingen gelden voor de levensduur van een satelliet.
Als reactie op deze maatregelen ontwikkelt Tethers Unlimited hun de-orbiting-technologie.
De Terminator Tape is een compacte lichtgewicht module - minder dan 1 kilogram - die kan worden bevestigd aan CubeSats, NanoSats en kleine MicroSats. Het heeft een kleine footprint en de werking ervan vormt geen risico voor de werking van de satelliet, volgens Tethers Unlimited.
De tape kan worden ingezet door commando of door timer, en bestaat uit een lange, geleidende tape met twee optionele zonnecellen. Wanneer ingezet, het "genereert neutrale deeltjesweerstand en passieve elektromagnetische weerstand om de baan te bespoedigen, " volgens de website van Tethers Unlimited.
Tijdens de Prox-1-test, een onafhankelijke timer werd gebruikt, en begin september 2019 werd een 70 meter lange tape ingezet. Volgens het U.S. Space Surveillance Network, Prox-1 verlaagde zijn baan 24 keer sneller dan satellieten zonder de Terminator Tape.
"Drie maanden na de lancering, zoals gepland, onze timer-eenheid beval de Terminator Tape in te zetten, en we kunnen aan de hand van waarnemingen door het U.S. Space Surveillance Network zien dat de satelliet onmiddellijk meer dan 24 keer sneller begon te de-orbiteren, " zei dr. Rob Hoyt, CEO van TUI, in een persbericht. "Het snel verwijderen van dode satellieten op deze manier zal helpen om het groeiende ruimtepuinprobleem te bestrijden. Deze succesvolle test bewijst dat deze lichtgewicht en goedkope technologie een effectief middel is voor satellietprogramma's om te voldoen aan de vereisten voor het beperken van orbitaal puin."
Wanneer de Terminator Tape wordt ingezet, de zwaartekracht van de aarde trekt het strak en en lijnt het verticaal uit. De band werkt dan door interactie met het magnetisch veld en de ionosfeer van de aarde. Terwijl het met hoge snelheid door de magnetische veldlijnen van de aarde reist, een stroom wordt geïnduceerd in de band. Het zet in feite de baanenergie van de satelliet om in elektrische energie. De tape werkt als een geleider en de elektrische stroom ervan interageert met het magnetische veld om weerstand te creëren.
Als een satelliet zich in de atmosfeer laat zakken, de tape zorgt voor verdere weerstand, en uiteindelijk zal de satelliet opbranden.
De functie van de Terminator Tape is afhankelijk van Lorentz-krachtinteracties. Het werkt vooral goed in een lage baan om de aarde (LEO) waar er een bruikbare dichtheid van elektronen is. De Terminator Tape is ontworpen om de baan van een satelliet te verlagen, maar afhankelijk van de oriëntatie, geleidende banden zoals deze kunnen ook worden gebruikt om een baan te verhogen.
De actuator die de tape gebruikt, is gemaakt van een vormgeheugenlegering (SMA). Deze legeringen hebben een heel bijzondere eigenschap. Als ze koud zijn, ze kunnen worden vervormd, maar als ze verwarmd zijn, ze keren terug naar hun oorspronkelijke vorm. Activeren, de SMA-actuator heeft een zeer lage maar constante stroombron nodig. De Terminator Tape heeft geen stroom van de satelliet nodig; het kan worden gemonteerd met zijn eigen kleine zonnecellen. Dit betekent dat het kan worden bevestigd aan ter ziele gegane satellieten om ze uit hun baan te brengen.
Dit soort banden kunnen ook worden omgedraaid. Een voeding kan de stroom in de tegenovergestelde richting sturen, die de baan van een satelliet kan verhogen. Een mogelijk gebruik van dit soort apparaten is op het internationale ruimtestation. Het moet regelmatig stuwraketten afvuren om zijn baan te behouden, en de brandstof voor die stuwraketten moet vanaf de aarde worden geleverd. Met de juiste ketting, de brandstofbehoefte van de boegschroef kan worden verminderd of geëlimineerd.
De NanoSat Terminator Tape (l) en de CubeSat Terminator Tape (r.). Tegoed:Onbeperkte Tethers
Prestatiecurve van Terminator Tape voor 1U cubesats in banen tot 1200 km en voor 3U cubesats tot 950 km. Tegoed:Onbeperkte Tethers
Maar voor nu, de Terminator Tape wordt getest op kleine satellieten zoals de Prox-1-missie. En er staan nog meer testen gepland.
Tethers Unlimited zegt dat ze een testmissie aan het ontwikkelen zijn met Millennium Space Systems, TriSept en RocketLab. Ze creëren een laag-aarde-vluchtexperiment met rigoureuze wetenschappelijke controles om de prestaties van twee identieke satellieten te meten en te vergelijken:een met een Terminator-tape en een zonder.
Die missie heet DragRacer, en het is een satelliet van 25 kg die zich in twee identieke pakketten zal splitsen wanneer hij zijn 400 kilometer lange cirkelvormige zonsynchrone baan bereikt. De ene zal een Terminator-tape inzetten en de andere niet. Een van de satellieten zal ongeveer acht maanden of een jaar in een baan om de aarde blijven, terwijl degene met de tape naar verwachting binnen twee tot vier weken in de atmosfeer van de aarde zal komen.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com