Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

ESA-sværm undviger kollision under stigning for at undslippe solens vrede

Kunstnerens syn på Swarm. Kredit:ESA–P. Carril, 2013

En sværm? Af fejl?

Ikke helt – Swarm er ESA's mission for at opklare mysterierne omkring Jordens magnetfelt. Den består af tre satellitter, A, B og C – kærligt kendt som Alpha, Bravo og Charlie.

Hvad skete der?

Et lille stykke menneskeskabt affald, der cirkulerer rundt om vores planet – kendt som rumaffald – blev opdaget, der styrtede mod Alpha kl. 16:00 CEST den 30. juni. En potentiel kollision blev forudsagt kun otte timer senere, kort efter midnat. Risikoen for stød var høj nok til, at Alpha var nødt til at komme af vejen – hurtigt.

Er der affald i rummet?

Meget af det. Gamle satellitter, raketdele og små stykker affald tilovers fra tidligere kollisioner og rodet opbrud. Hver lille brik kan forårsage alvorlig skade på en satellit, og større kan ødelægge en satellit og skabe store mængder nyt affald.

Var det første gang, det er sket?

Den dag? Måske. Nogensinde? Ingen måde. Hver af ESA's satellitter skal i gennemsnit udføre to undvigemanøvrer hvert år – og det inkluderer ikke alle de advarsler, de får, som ikke ender med at have brug for undvigehandlinger.

Hvad er så den store sag?

At udføre undvigende handlinger - kendt som en 'kollisionsundgåelsesmanøvre' - kræver en masse planlægning. Du skal kontrollere, at du ikke flytter satellitten ind i en ny bane, der sætter den i fare for andre kollisioner, og du skal beregne, hvordan du kommer tilbage til din oprindelige bane ved at bruge så lidt brændstof og miste så lidt videnskabelige data som muligt.

Sværmkonstellation. Kredit:ESA–P. Carril, 2013

ESA's Space Debris Office analyserer data fra US Space Surveillance Network og rejser advarslen om en potentiel kollision til ESA's Flight Control- og Flight Dynamics-hold, normalt mere end 24 timer før affaldsstykket kommer tættest på satellitten.

I dette tilfælde fik de kun otte timers varsel.

Og værre var, at alarmen betød, at Swarm-holdet nu pludselig kørte mod to ure. En anden manøvre var planlagt kun et par timer efter den potentielle kollision og måtte aflyses for at give Alpha nok tid til at undslippe affaldet. Denne manøvre var også meget tidsfølsom og skulle fuldstændig omplanlægges, genberegnes og udføres inden for en dag.

Hvad var den anden manøvre?

Alpha og Charlie klatrede for at undslippe solens vrede. Begge satellitter skulle udføre 25 manøvrer over en periode på 10 uger for at nå deres nye højere baner. En af Alphas manøvrer var planlagt til blot et par timer efter den mulige kollision.

Billedet viser Sentinel-1A's solcellepanel før og efter påvirkningen af ​​en millimeterstørrelse partikel på det andet panel. Det beskadigede område har en diameter på omkring 40 cm, hvilket er i overensstemmelse med denne struktur med påvirkningen af ​​et fragment på mindre end 5 millimeter i størrelse. Kredit:European Space Agency

Vent, solen dræber satellitter?

Vores sol er på vej ind i en meget aktiv del af sin 'solcyklus' lige nu. Denne aktivitet øger tætheden af ​​Jordens øvre atmosfære. Satellitter kører gennem 'tykkere' luft, bremser dem og kræver, at de bruger mere begrænset brændstof ombord for at blive i kredsløb. Alpha og Charlie bevægede sig op i en mindre tæt del af atmosfæren, hvor de kan forblive i kredsløb og indsamle videnskabelige data forhåbentlig i mange år endnu og missionsforlængelser.

Hvad ville der være sket uden denne manøvre?

Alpha ville have drevet mod Charlie, og de to satellitters kredsløb ville snart have krydset. Dette ville have ladet den overordnede Swarm-mission gå på kryds og tværs, hvilket begrænsede dens evne til at udføre videnskab, indtil endnu et sæt manøvrer bragte Alpha og Charlie på linje.

Antallet af solpletter på Solens overflade stiger og falder i solcyklusser på cirka 11 år. Vores stjerne går i øjeblikket ind i en meget aktiv periode i sin 25. solcyklus. Kredit:NOAA

Er Swarm OK nu?

Swarm-holdet kom til at arbejde med en reaktionstid for at konkurrere med en olympisk sprinter. I samarbejde med Flight Dynamics-teamet ved ESA's missionskontrol planlagde og udførte de undvigehandlingen på kun fire timer, og omplanlagde og gennemførte derefter den anden manøvre inden for 24 timer.

Alpha er nu sikret mod en kollision med det stykke affald og har fuldført sin klatring til sikrere himmelstrøg sammen med Charlie. Men der er masser af affald derude, og det viser med, hvor lidt advarsel det kan true en satellit.

Hvordan holder teams trit med alle disse kollisionsadvarsler?

Med ny teknologi, mere bæredygtig adfærd og ved at tage ansvar for rumaffald meget alvorligt. Holdet bygger ny teknologi til at spore mere affald, udvikler nye beregningsværktøjer, der vil hjælpe dem med at planlægge og udføre det hastigt stigende antal undvigemanøvrer, og arbejder på retningslinjer, der begrænser mængden af ​​nyt affald, de og andre satellitoperatører tilføjer til problem. Holdet arbejder endda på måder at gribe større stykker affald og fjerne dem fra kredsløb ved hjælp af en "rumklo." + Udforsk yderligere

Kina-satellit i tæt møde med russisk affald:statslige medier




Varme artikler