Μετά από σχεδόν εβδομήντα χρόνια διαστημικής πτήσης, τα συντρίμμια του διαστήματος έχουν γίνει αρκετά σοβαρό πρόβλημα. Αυτό το σκουπίδια, το οποίο επιπλέει στην τροχιά Low Earth Orbit (LEO), αποτελείται από τα πρώτα περασμένα στάδια πυραύλων και τους μη λειτουργικούς δορυφόρους και αποτελεί μεγάλη απειλή για μακροπρόθεσμες αποστολές όπως ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός και οι μελλοντικές διαστημικές εκτοξεύσεις. Και σύμφωνα με τους αριθμούς που δημοσίευσε το Γραφείο Διαστημικών Συντριμμάτων στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικών Επιχειρήσεων (ESOC), το πρόβλημα επιδεινώνεται μόνο.
Επιπλέον, τα διαστημικά πρακτορεία και οι ιδιωτικές αεροδιαστημικές εταιρείες ελπίζουν να εκτοξεύσουν πολύ περισσότερα με τον τρόπο των δορυφόρων και των διαστημικών ενδιαιτημάτων τα επόμενα χρόνια. Ως εκ τούτου, η NASA άρχισε να πειραματίζεται με μια επαναστατική νέα ιδέα για την απομάκρυνση των διαστημικών συντριμμιών. Είναι γνωστό ως διαστημικό σκάφος RemoveDebris, το οποίο πρόσφατα αναπτύχθηκε από το ISS για να πραγματοποιήσει μια σειρά επιδείξεων τεχνολογίας Active Debris Removal (ADR).
Αυτός ο δορυφόρος συναρμολογήθηκε από την Surrey Satellite Technology Ltd. και το Surrey Space Center (στο Πανεπιστήμιο του Surrey στο Ηνωμένο Βασίλειο) και περιέχει πειράματα που παρέχονται από πολλές ευρωπαϊκές αεροδιαστημικές εταιρείες. Μετρά περίπου 1 μέτρο (3 πόδια) στο πλάι και ζυγίζει περίπου 100 κιλά (220 λίβρες), καθιστώντας τον τον μεγαλύτερο δορυφόρο που έχει αναπτυχθεί μέχρι σήμερα.
Ο σκοπός του διαστημικού σκάφους RemoveDebris είναι να δείξει την αποτελεσματικότητα των διχτυών συντριμμιών και των καμακιών στη σύλληψη και την αφαίρεση των διαστημικών συντριμμιών από την τροχιά. Όπως είπε ο Sir Martin Sweeting, Διευθύνων Σύμβουλος της SSTL σε πρόσφατη δήλωση:
"Η τεχνογνωσία της SSTL στο σχεδιασμό και την κατασκευή μικρών δορυφορικών αποστολών ήταν θεμελιώδους σημασίας για την επιτυχία του RemoveDEBRIS, ενός ορόσημου τεχνολογικής επίδειξης για αποστολές Active Debris Removal που θα ξεκινήσει μια νέα εποχή εκκαθάρισης ανεπιθύμητων διαστημάτων στην τροχιά της Γης."
Εκτός από το Surrey Space Center και το SSTL, η κοινοπραξία πίσω από το διαστημικό σκάφος RemoveDebris περιλαμβάνει την Airbus Defense and Space - τη δεύτερη μεγαλύτερη διαστημική εταιρεία στον κόσμο - Airbus Safran Launchers, Innovative Solutions in Space (ISIS), CSEM, Inria και Πανεπιστήμιο Stellenbosch. Το διαστημικό σκάφος, σύμφωνα με τον ιστότοπο του Surrey Space Center, αποτελείται από τα ακόλουθα:
«Η αποστολή θα αποτελείται από μια κύρια δορυφορική πλατφόρμα (~ 100 κιλά) που μία φορά σε τροχιά θα αναπτύξει δύο CubeSats ως στόχους τεχνητών συντριμμιών για να επιδείξει ορισμένες από τις τεχνολογίες (καθαρή σύλληψη, σύλληψη καμάκι, πλοήγηση με βάση την όραση, απογείωση τροχιάς). Το έργο συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή και τους εταίρους του έργου και διευθύνεται από το Surrey Space Center (SSC), Πανεπιστήμιο του Surrey, Ηνωμένο Βασίλειο. "
Για χάρη της επίδειξης, η «μητρότητα» θα αναπτύξει δύο κύβους που θα προσομοιώσουν δύο κομμάτια σκουπιδιών. Για το πρώτο πείραμα, ένα από τα CubeSats - που ονομάζεται DebrisSat 1 - θα διογκώσει το ενσωματωμένο μπαλόνι του για να προσομοιώσει ένα μεγαλύτερο κομμάτι σκουπιδιών. Το διαστημικό σκάφος RemoveDebris στη συνέχεια θα αναπτύξει το δίχτυ του για να το συλλάβει και στη συνέχεια θα το οδηγήσει στην ατμόσφαιρα της Γης όπου θα απελευθερωθεί το δίχτυ.
Το δεύτερο CubeSat, με το όνομα DebrisSat 2, θα χρησιμοποιηθεί για να δοκιμάσει τα λέιζερ παρακολούθησης και εμβέλειας της μητέρας, τους αλγόριθμους και την τεχνολογία πλοήγησης που βασίζεται στο όραμα. Το τρίτο πείραμα, το οποίο θα δοκιμάσει την ικανότητα του καμάκι να συλλάβει διαστημικά συντρίμμια σε τροχιά, θα πραγματοποιηθεί τον επόμενο Μάρτιο. Για νομικούς λόγους, το καμάκι δεν θα δοκιμαστεί σε πραγματικό δορυφόρο και θα αποτελείται αντ 'αυτού από τη μητρότητα που θα επεκτείνει ένα χέρι με στόχο στο τέλος.
Στη συνέχεια, το καμάκι θα πυροδοτηθεί σε ένα δέσιμο στα 20 μέτρα ανά δευτερόλεπτο (45 mph) για να ελέγξει την ακρίβειά του. Μετά την εκτόξευσή του στο σταθμό στις 2 Απριλίου, ο δορυφόρος αναπτύχθηκε από την ιαπωνική μονάδα εργαστηρίου Kibo του ISS στις 20 Ιουνίου από τον καναδικό ρομποτικό βραχίονα των σταθμών. Όπως εξήγησε ο Guillermo Aglietti, διευθυντής του Διαστημικού Κέντρου Surrey, σε συνέντευξή του στο SpaceFlight Now προτού ξεκινήσει το διαστημικό σκάφος στο ISS:
«Το δίχτυ, ως τρόπος σύλληψης συντριμμιών, είναι μια πολύ ευέλικτη επιλογή γιατί ακόμα κι αν τα συντρίμμια περιστρέφονται ή έχουν ακανόνιστο σχήμα, η σύλληψή του με ένα δίχτυ είναι σχετικά χαμηλού κινδύνου σε σύγκριση με… το να πηγαίνεις με ρομποτικό βραχίονα , επειδή εάν τα συντρίμμια περιστρέφονται πολύ γρήγορα και προσπαθείτε να το συλλάβετε με ρομποτικό βραχίονα, τότε σαφώς υπάρχει πρόβλημα. Επιπλέον, εάν θέλετε να συλλάβετε τα συντρίμμια με ένα ρομποτικό βραχίονα ή μια λαβή, χρειάζεστε κάπου που μπορείτε να πιάσετε το κομμάτι των συντριμμάτων σας χωρίς να σπάσετε μόνο ένα κομμάτι του. "
Το καθαρό πείραμα έχει προγραμματιστεί για τον Σεπτέμβριο του 2018, ενώ το δεύτερο πείραμα έχει προγραμματιστεί για τον Οκτώβριο. Όταν ολοκληρωθούν αυτά τα πειράματα, η μητρότητα θα αναπτύξει το dragsail για να λειτουργήσει ως μηχανισμός πέδησης. Αυτό το επεκτάσιμο πανί θα αντιμετωπίσει συγκρούσεις με μόρια αέρα στην εξωτερική ατμόσφαιρα της Γης, μειώνοντας σταδιακά την τροχιά του μέχρι να εισέλθει στα πυκνότερα στρώματα της ατμόσφαιρας της Γης και να καεί.
Αυτό το πανί θα διασφαλίσει ότι το διαστημικό σκάφος απορροφά μέσα σε οκτώ εβδομάδες από την ανάπτυξή του, παρά τα εκτιμώμενα δυόμισι χρόνια που θα χρειαζόταν να συμβεί φυσικά. Από αυτή την άποψη, το διαστημικό σκάφος RemoveDebris θα αποδείξει ότι είναι ικανό να αντιμετωπίσει το πρόβλημα των διαστημικών συντριμμιών χωρίς να προσθέτει σε αυτό.
Στο τέλος, το διαστημικό σκάφος RemoveDebris θα δοκιμάσει μια σειρά βασικών τεχνολογιών που έχουν σχεδιαστεί για να κάνουν την απομάκρυνση των τροχιακών συντριμμιών όσο πιο απλή και οικονομικά δυνατή. Εάν αποδειχθεί αποτελεσματικό, το ISS θα μπορούσε να δέχεται πολλαπλά διαστημόπλοια RemoveDebris στο ftureu, το οποίο θα μπορούσε στη συνέχεια να αναπτυχθεί σταδιακά για την απομάκρυνση μεγαλύτερων κομματιών διαστημικών συντριμμιών που απειλούν το σταθμό και τους λειτουργικούς δορυφόρους.
Η Conor Brown είναι ο εξωτερικός διευθυντής payloads της Nanoracks LLC, της εταιρείας που ανέπτυξε το σύστημα Kaber στο εργαστήριο Kibo για να εξυπηρετήσει τον αυξανόμενο αριθμό MicroSats που αναπτύσσεται από το ISS. Όπως εξέφρασε σε πρόσφατη δήλωση:
«Είναι υπέροχο που βοήθησα στη διευκόλυνση αυτής της πρωτοποριακής αποστολής. Το RemoveDebris δείχνει μερικές εξαιρετικά συναρπαστικές ενεργές τεχνολογίες αφαίρεσης συντριμμιών που θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στον τρόπο με τον οποίο διαχειριζόμαστε τα διαστημικά συντρίμμια. Αυτό το πρόγραμμα είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα για το πώς έχουν αναπτυχθεί οι μικρές δορυφορικές δυνατότητες και πώς ο διαστημικός σταθμός μπορεί να χρησιμεύσει ως πλατφόρμα για αποστολές αυτής της κλίμακας. Είμαστε όλοι ενθουσιασμένοι που βλέπουμε τα αποτελέσματα των πειραμάτων και τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει αυτό το έργο τα επόμενα χρόνια. "
Εκτός από το διαστημικό σκάφος RemoveDebris, το ISS έλαβε πρόσφατα ένα νέο εργαλείο για την ανίχνευση διαστημικών συντριμμιών. Αυτό είναι γνωστό ως Space Debris Sensor (SDS), ένας βαθμονομημένος αισθητήρας πρόσκρουσης τοποθετημένος στο εξωτερικό του σταθμού για την παρακολούθηση των κρούσεων που προκαλούνται από διαστημικά συντρίμμια μικρής κλίμακας. Σε συνδυασμό με τεχνολογίες που έχουν σχεδιαστεί για τον καθαρισμό των διαστημικών υπολειμμάτων, η βελτιωμένη παρακολούθηση θα διασφαλίσει ότι μπορεί να ξεκινήσει η εμπορευματοποίηση (και ίσως ακόμη και ο αποικισμός) του LEO.
