Rensselaer-teamet udvikler værktøj til at bekæmpe rumaffald

Et team af forskere fra Rensselaer Polytekniske Institut bygger en semi-autonom affaldsopsamler til rummet, som de passende har døbt OSCaR. (Du kan se OSCaR her) Akronymet står for "Obsolete Spacecraft Capture and Removal, "og det er en kreativ løsning på et stadig farligere og dyrere problem, der bogstaveligt talt omfatter hele kloden.

Den Europæiske Rumorganisation anslår, at der er næsten 129 millioner stykker affald i rummet, hvor genstande bevæger sig med så høj hastighed, at selv noget meget lille kan gøre omfattende skade. I 2016 ESA-astronaut Tim Peake tog et billede af en chip i et af den internationale rumstations vinduer, som agenturet mener er lavet af et lille stykke rumaffald. muligvis bare en malingsflage.

"Der er et reelt problem, " sagde Kurt Anderson, professor i mekanisk, rumfart, og atomteknik hos Rensselaer. "Mængden af ​​observeret affald stiger hurtigere nu end den hastighed, hvor vi faktisk sætter flere objekter ud i rummet. Dette er en indikation af, at de tidligste stadier af Kessler-syndromet kan være over os."

Kessler syndrom, en teori præsenteret af NASA-forskeren Donald Kessler i 1978, foreslår, at hvis der er en tilstrækkelig stor koncentration af objekter, der kredser i rummet, disse objekter kan generere en strøm af kollisioner, hvilket resulterer i en eksponentiel vækst i antallet af snavs. Mængden af ​​rumaffald bliver i sidste ende så stor, at store områder af rummet bliver mættet med hurtigt bevægende skrammel, gør disse regioner reelt ubrugelige.

For at hjælpe med at forhindre dette scenarie, Anderson og hans elever udvikler OSCaR, en lille enhed, der vil være i stand til billigt at blive sendt ud i rummet ombord på større køretøjer og derefter frigivet for næsten autonomt at opsøge, fange, og derefter de-kredse rumaffald.

OSCaR er et medlem af tre enheder af en klasse af meget små satellitter kendt som CubeSats. Hver enhed er en lille og let 10 cm x 10 cm x 10 cm terning.

En af disse CubeSat-enheder vil huse "hjernerne" af OSCaR inklusive GPS, data opbevaring, og kommunikation, samt strøm- og varmestyringssystemerne. En anden vil indeholde drivmiddel og systemets fremdriftsmodul for at drive OSCaR fremad. Den tredje enhed vil indeholde fire pistolløb, net, og tøjringer til fysisk at fange affald, et stykke ad gangen. Dette optagelsesmodul vil også have optisk, termisk, og RADAR-billedsensorer til at hjælpe OSCaR med at lokalisere affald i det store omgivende rum.

Når den er færdig med at samle affald, OSCaR vil blive programmeret til at deorbitere sig selv inden for fem år, ødelægger sig selv og det affald, det fangede.

OSCaR er designet til at kunne udføre sin mission stort set på egen hånd. Af de millioner af rumaffald, der i øjeblikket kredser om Jorden, cirka 22, 300 er blevet katalogiseret og bliver regelmæssigt sporet i en Space Debris-database. Anderson og hans team ønsker, at enheden først skal kunne lokalisere affald ved hjælp af katalogoplysninger og en kombination af termisk, optisk, og RADAR billedbehandling, så den kan gå efter fragmenter med lidt vejledning fra jorden.

"Vi fortæller OSCaR, hvad vi skal gøre, og så må vi stole på det, " sagde Anderson. "Det er derfor, dette problem faktisk bliver meget svært, fordi vi laver store ting, dyre satellit ville gøre, men i en CubeSat-platform."

Anderson forudser en fremtid, hvor OSCARs, som gør det nemt at transportere, kunne rutinemæssigt transporteres ombord på rumbundne fartøjer som en del af en igangværende oprydningsindsats. Hans team af forskere er i øjeblikket i gang med at perfektionere holdets algoritmer. De håber at teste enheden på jorden engang i år, og vil derefter prøve at teste det i rummet.

"Der er en uformel aftale, der har været på plads i nogle år, om, at folk, der sætter rumobjekter derop, skal praktisere godt medborgerskab, " sagde Anderson. "Vi forestiller os en dag, hvor vi kunne sende en hel flok op, eller eskadron, af OSCaR'er til at arbejde sammen efter store samlinger af affald."