Et deorbit-kit til satellitter baseret på lave arbejdsfunktions-tethers

Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) koordinerer et europæisk forskningsprojekt, kaldet E.T.PACK, hvis formål er udviklingen af ​​et nyt system til at deorbitere rumsatellitter uden at bruge strøm og brændstof ombord. Til dette formål, der vil blive anvendt en ny eksperimentel teknologi:en tøjring med lav arbejdsfunktion.

Satellitter udstyret med dette sæt vil i fremtiden være i stand til at deorbitere, det er, sænke deres højde ved slutningen af ​​livet for at komme ind igen og uden at blive ødelagt af friktionen i jordens atmosfære. På denne måde spredningen af ​​rumaffald i kredsløb ville blive forhindret. Faktisk, der er i øjeblikket mange inaktive satellitter i jordens kredsløb:ca. 950 er stadig i funktionsdygtig stand, mens mindst 3, 000 er blevet til rumaffald, ifølge Space Debris Office for European Space Agency (ESA). Det anslås, at der er ca. 8, 400 tons menneskeskabt rummateriale, der kredser om Jorden.

"Rumskrot er en af ​​de store udfordringer, som luft- og rumfartsindustrien skal påtage sig i fremtiden. Det er elementer, der er blevet efterladt i kredsløb som følge af menneskelig aktivitet i rummet, såsom de øvre stadier af raketkastere og døde satellitter, " forklarede E.T.PACK-projektkoordinator Gonzalo Sánchez, Ramón y Cajal forsker i UC3M Bioengineering and Aerospace Engineering Department. Dens mål, hvornår projektet afsluttes om tre år, er at have en prototype af deorbit-sættet, der kunne modnes i et næste projekt og blive testet i en demonstrationsflyvning. Denne innovation, som har fanget ESA's og industriernes interesse i rumsektoren, har ført til to nationale patenter, hvis europæiske versioner i øjeblikket er under evaluering.

Nøglen til deres funktion ligger i den lave arbejdsfunktionstøjring. Den består af en aluminiumstapebelægning med et specielt materiale, der gør det muligt for det at udsende elektroner, når det oplyses af Solen. Rumbindingen kredser om satellitten takket være en passiv mekanisme kendt som Lorentz-kraft. En af projektets hovedudfordringer er relateret til materialevidenskab, fordi "belægningen på aluminiumstapen skal have meget specielle egenskaber, og der skal gøres en vigtig forskningsindsats i termioniske materialer, det er, dem, der let udsender elektroner, når de opvarmes, " forklarede professor Sánchez Arriaga.

Aluminiumstapen har nogle meget enestående egenskaber:en bredde på 2 centimeter, en tykkelse på 50 mikron (mindre end et menneskehår), og flere kilometer i længden. Det ville blive rullet op i en rulle under opsendelsen af ​​satellitten, og ville blive indsat i kredsløb for at fuldføre dens formål:at sænke satellittens kredsløb, indtil den producerer sin genindtræden. "Det er en teknologi med et stærkt disruptivt potentiale. En lav arbejdsfunktions tøjring omdanner orbital energi til elektrisk energi, mens den kredser om satellitten uden at bruge nogen form for brændstof, " fortsatte Sánchez Arriaga. "I modsætning til nuværende fremdriftssystemer, en tøjring med lav arbejdsfunktion behøver ikke drivmiddel og bruger naturressourcer i rummiljøet, såsom det geomagnetiske felt, ionosfærisk plasma og solstråling, " han tilføjede.

E.T.PACK (828902) er et FET-OPEN-projekt koordineret af UC3M og finansieret af Europa-Kommissionen med et budget på tre millioner euro, som blev lanceret i marts i år. Forskningsgrupper og virksomheder fra tre europæiske lande deltager, såsom Fraunhofer Institute og Technische Universität Dresden, i Tyskland, universitetet i Padova, i Italien, og de spanske virksomheder SENER Ingeniería y Sistemas, og avancerede termiske enheder.