Hvor lavt kan du gå? Nyt projekt for at bringe satellitter tættere på Jorden

University of Manchester leder et projekt på flere millioner pund for at udvikle satellitter, som vil kredse meget tættere på Jorden - hvilket gør dem mindre, billigere, hjælper med at undvige rumaffald og forbedre kvaliteten af ​​billeder, de kan sende tilbage.

Fjernmålingssatellitter opererer i øjeblikket omkring 500-800 km over jorden, over den resterende atmosfære, der findes i lavere højder. Men det betyder, at observationer af jorden også skal finde sted over dette område, enten begrænsende opløsning eller kræve, at store teleskoper skal bruges.

Bevillingen på 5,7 mio. EUR fra EU's Horizon 2020-fond vil give forskerholdet mulighed for at designe nye teknologier til at bygge satellitter, der kan operere 200-450 km over jordens overflade – lavere end den internationale rumstation.

Dr Peter Roberts, Videnskabelig koordinator for projektet, sagde:"Fjernmålingssatellitter bruges i vid udstrækning til at opnå billeder til miljø- og sikkerhedsformål, såsom forvaltning af landbrugsjord, maritim overvågning og katastrofehåndtering."

"Hvis vi er i stand til at få satellitter tættere på Jorden, kan vi få de samme data ved hjælp af mindre teleskoper, eller mindre og mindre kraftfulde radarsystemer, alt dette reducerer satellitmassen og omkostningerne. Men der er også mange tekniske udfordringer, som indtil nu har været for store til at overkomme. Denne forskning tackler problemet på en række fronter."

Et problem er, at atmosfæren er tættere, jo tættere på Jorden, satellitterne kommer. Det betyder, at træk skal minimeres og modvirkes. At gøre dette, holdet vil udvikle avancerede materialer og teste dem i en ny 'vindtunnel', som efterligner sammensætningen, atmosfærens tæthed og hastighed set af en satellit i disse højder. Dette vil give holdet mulighed for at teste, hvordan materialer interagerer med individuelle iltatomer og andre elementer i atmosfæren med hastigheder på op til 8 km i sekundet. Det ultimative mål er at kunne bruge disse materialer til at strømline satellitterne.

De vil også teste materialerne på en rigtig satellit opsendt i disse lavere baner. Satellitten vil også demonstrere, hvordan den atmosfæriske strøm kan bruges til at styre satellittens orientering, meget ligesom et fly gør i lavere højder.

Ud over, holdet vil udvikle eksperimentelle elektriske fremdriftssystemer, som bruger den resterende atmosfære som drivmiddel. Denne tilgang har potentialet til at holde satellitterne i kredsløb på ubestemt tid på trods af den modstand, der virker på dem. Imidlertid, det betyder også, at satellitterne hurtigt kommer ind igen, når de har nået slutningen af ​​deres mission, og undgår de problemer med rumaffald, der opleves i højere højder.

Alle disse teknologiske udviklinger vil blive bearbejdet til nye ingeniør- og forretningsmodeller, der identificerer, hvordan fremtidige fjernmålingssatellitter med meget lav kredsløb om jorden vil se ud, og hvordan de vil fungere. Projektet vil også kortlægge vejen for fremtidig udnyttelse af de udviklede koncepter.