At bringe rumaffald sikkert tilbage til Jorden

Tal om rumskrammel.

Orbital affald fra rumfartøjer, de hedengangne ​​satellitter og fragmenter af brugte raketter efterladt suspenderet i Jordens atmosfære, er langsomt på vej tilbage til Jorden. Objekter vender normalt tilbage efter et par år, men affald fanget i højere baner kan forblive i mere end et århundrede.

Purdue Universitys David Spencer, lektor i luftfart og astronautik, sigter mod at udvikle et system, der i fremtiden ville deorbitere rumfartøjer, der blev lanceret af virksomheder som SpaceX, OneWeb, og Boeing, mens rumfartøjet fuldfører deres missioner. En rumskrot-animation er tilgængelig her.

Hvorfor er dette vigtigt? "Der er en række højværdibaner, der er blevet så befolket med hedengangne ​​satellitter og affaldsrumfartøjer, at de nærmer sig et vendepunkt, " sagde Spencer. "Når det vendepunkt er nået, en kaskade af ukontrollerede kollisioner kan forekomme, gør banen ubrugelig. Og ind i blandingen af ​​de tusindvis af satellitter, som virksomheder planlægger at sende i kredsløb i løbet af de næste mange år, og problemet bliver meget værre."

Spencer er en Purdue-alumne ('89 og '91) med en baggrund i planetarisk robotteknologi. Han tilbragte 17 år på NASAs Jet Propulsion Lab i Pasadena, Californien som missionsdesigner og projektleder for en række planetariske missioner. Hans erfaring med at udvikle og betjene rumfartøjer førte ham til at arbejde for et program kaldet LightSail sponsoreret af The Planetary Society, hvilket fik ham til at interessere sig for deployerbar sejlteknologi. Selvom LightSail-programmet vil demonstrere kontrollen af ​​et solsejl, der anvender solfotoner til at forme kredsløb og i sidste ende bære rumfartøjer højere, Spencer så potentialet til at gøre det omvendte.

"Ved at bruge mange af de samme teknologier som solsejl, applikationen vi arbejder på her er et træksejl, " sagde han. "I stedet for at pumpe banen op, vi ønsker at fjerne energi fra kredsløbet ved at øge trækområdet og bruge atmosfæren til at bremse rumfartøjet, der får det til at deorbitere. "

Spencer og hans hold af studerende er ved at udvikle et træksejlsystem, der kan opsendes med satellitter og indsættes i slutningen af ​​satellittens mission.

Træksejl kunne bruges til at trække rumfartøjer og satellitter ned efter endt brug. Dette ville ikke kun give mere plads til ny og forbedret satellitteknologi, det vil også hjælpe med at holde astronauter sikre mod kollision med kredsløbsaffald, mens de er i atmosfæren.

Udvikling af denne teknologi giver en spændende mulighed for studerende på Purdue. Da Spencer kom til universitetet for to år siden, han havde til formål at udvikle et lille satellitprogram, der ville tage eleverne gennem hele livscyklussen af ​​et rumflyvningsprojekt, herunder design, fremstilling, test og drift. Men ud over at få eleverne involveret i udvikling af rumfartøjer, han ønskede, at det rumfartøj, de designede, skulle have banebrydende applikationer til at fremme rumfartsteknologi – såsom at tackle spørgsmålet om baneaffald.

"At arbejde med studerende på projekter, der vil fremme rumfartsindustrien og gavne samfundet generelt, det er virkelig givende, " sagde Spencer. Han sigter mod at give eleverne en lærerig oplevelse og mulighed for at gøre noget, der vil fremme rumvidenskab og -teknologi.