Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Onderzoek naar het steekvlameffect van de terugkeer van satellieten via video

Krediet:Pixabay/CC0 Publiek Domein

Een reactiewiel – een van de zwaarste onderdelen van een ruimtemissie, waarvan de veranderende rotatie wordt gebruikt om de oriëntatie van een satelliet te veranderen – gezien in een plasmawindtunnel van de High Enthalpy Flow Diagnostics Group (HEFDiG) van het Institute of Space Systems van de Universiteit van Stuttgart (IRS). Het door een boog verwarmde gas in de testkamer bereikt snelheden van enkele kilometers per seconde, waardoor de omstandigheden van terugkeer in de atmosfeer worden gereproduceerd, terwijl het reactiewiel zelf wordt rondgedraaid, waardoor het tuimelen wordt gereproduceerd dat plaatsvindt wanneer een satelliet door de atmosfeer stort.



Het reactiewiel zelf is afkomstig van Collins Aerospace in Duitsland, dat al vele jaren Design for Demise (D4D)-activiteiten ondersteunt en verschillende aanpassingen aan hun TELDIX-reactiewiel heeft geïntroduceerd, waardoor het waarschijnlijker wordt dat het uit elkaar valt tijdens de terugkeer van de satelliet ter ondersteuning van de ontmantelbaarheid.

Dit fragment werd dit jaar gepresenteerd tijdens de Space Mechanisms Workshop in ESA's technische centrum ESTEC in Nederland en concentreerde zich op huidige en toekomstige vereisten en richtlijnen om het risico van orbitaal puin te verminderen, waaronder ESA's Zero Debris Charter. Het evenement werd bijgewoond door meer dan 130 specialisten op het gebied van ruimtevaartmechanismen uit de Europese industrie en academische wereld.

"Ruimtemechanismen omvatten alles wat beweging aan boord van een satelliet mogelijk maakt, van inzetapparatuur tot reactiewielen", legt mede-organisator van de workshop Geert Smet uit.

"Maar deze mechanismen maken vaak gebruik van materialen zoals staal of titanium waarvan de kans groter is dat ze de terugkeer in de atmosfeer overleven. Dit is een probleem omdat onze huidige regelgeving zegt dat het opnieuw binnenkomen van satellieten minder dan één op de 10.000 risico's met zich meebrengt dat mensen of eigendommen op de grond worden geschaad. of zelfs één op de 100.000 voor grote satellietconstellaties. ESA's Clean Space-groep reageert met D4D en ontwikkelt methoden om de totale desintegratie van een missie waarschijnlijker te maken, inclusief mechanismen."

Credit:ESA-HEFDIG/IRS

De inspanningen van D4D zijn momenteel voornamelijk gericht op platformapparatuur zoals reactiewielen en aandrijfmechanismen voor zonnepanelen, aangezien deze op vrijwel elke satelliet te vinden zijn, maar in de toekomst zou de aanpak kunnen worden uitgebreid naar allerlei soorten satellietmechanismen.

Het risico op de grond als gevolg van het opnieuw betreden van objecten lijkt misschien abstract, maar is zeer reëel. In 1997 raakte een gelukkig lichtgewicht gaas van een Delta II-etappe de schouder van Lottie Williams in Turley, Oklahoma. Het doel in de toekomst is ervoor te zorgen dat zelfs de zwaarste delen van satellieten op tijd desintegreren. Een alternatieve aanpak, als dit niet praktisch is, zou kunnen zijn om delen van een satelliet bij elkaar te houden om de voetafdruk op de grond en het daaruit voortvloeiende impactrisico te minimaliseren.

De workshop omvatte ook details over de nieuwste plannen van ESA en de industrie om actieve puinverwijdering uit te voeren via speciale ruimtevaartuigen om hele verlaten satellieten te ontmoeten en deze vast te zetten voor terugkeer. Mechanismen zijn cruciaal voor deze inspanning, waarbij vangsystemen nodig zijn om een ​​doelsatelliet te kunnen bereiken.

Mede-organisator Kobyé Bodjona voegt hieraan toe:"Het idee achter dit evenement is om de mechanismengemeenschap het nieuwste onderzoek naar ruimteschroot te presenteren om te zien hoe deze kunnen bijdragen aan het werk dat gaande is. Het is belangrijk omdat grote systeemintegratoren – de grote bedrijven die leiding geven satellietprojecten – zullen systemen nodig hebben die volledig voldoen aan de regelgeving voor het beperken van puin. En de noodzaak wordt urgent naarmate er steeds meer satellieten in de ruimte worden geplaatst."

Geleverd door European Space Agency