RemoveDebris
Eksperymentalny satelita RemoveDebris
Satelita RemoveDebris w kosmosie.
| Organizacja | ESA , Unia Europejska |
|---|---|
| Budowniczy | SSTL |
| Pole | Technologia kosmicznych śmieci |
| Rodzaj misji | Eksperymentalny satelita |
| Status | Operacyjny |
| Uruchomić | 2 kwietnia 2018 o 20:30 czasu polskiego |
| Wyrzutnia | Falcon 9 |
| Trwanie | 18 miesięcy (misja główna) |
| Identyfikator COSPAR | 2018- |
| Teren | www.surrey.ac.uk/surrey-space-centre/missions/removedebris |
| Msza przy starcie | 100 kg |
|---|---|
| Platforma | SSTL X50M |
| Kontrola postawy | Stabilizowany na 3 osiach |
| Źródło energii | Ogniwa fotowoltaiczne |
| Energia elektryczna | 8 watów |
| Orbita | Niski naziemny |
|---|---|
| Wysokość | 400 km |
| Nachylenie | 51,6 ° |
RemoveDebris jest ministaelitarnych eksperymentalny z Europejskiej Agencji Kosmicznej rozpoczęła się w 2018 roku i ma na celu przetestowanie kilku technik gromadzenia i usuwania odpadów kosmiczne .
Kontekst
Śmieci kosmiczne są coraz liczniejsze w kosmosie: to satelity, które osiągnęły koniec swojego życia, górne stopnie wyrzutni, odłamki powstałe w wyniku zderzenia dwóch pojazdów, podzespoły upuszczone w momencie rozstawienia satelity, cząsteczki farby, płyny ( propelenty, chłodziwo). Główne agencje kosmiczne zdają sobie sprawę z tego zjawiska i przez ostatnie dwadzieścia lat próbowały wprowadzić strategie mające na celu zmniejszenie, jeśli nie ograniczenie, wzrostu ich liczby. Najłatwiejszym środkiem jest zastosowanie przepisów mających na celu ograniczenie ich powielania: usuwanie ruchomych części, pasywacja górnych kondygnacji (aby zapobiec ich eksplozji) lub ich deorbitacja, umieszczenie na orbicie cmentarza pod koniec jego życia lub przyspieszenie deorbitacji. Jest już stosowany przez główne agencje kosmiczne. Innym aktywnym środkiem jest deorbitacja kosmicznych śmieci.
Europejska Agencja Kosmiczna jest jednym z najbardziej aktywnych graczy w tej ostatniej dziedzinie. Jego program e.Deorbit ma na celu opracowanie technik deorbitacji dużego satelity. Przeprowadzone prace pozwalają na identyfikację głównych problemów technicznych i ocenę ekonomicznych aspektów misji związanych z deorbitacją satelitów. Zaproponowano i zbadano kilka technik chwytania: ramię robota, sieć, harpun. Przechwytywanie gruzu wymaga najpierw zorganizowania z nim przestrzennego spotkania. Obecnie opracowywanych jest kilka technik opartych na czujnikach optycznych. Wreszcie, proponowane są technologie deorbitacji i czasami są przedmiotem oceny w kosmosie: przesłona słoneczna, moduł deorbitacji, zastosowanie kabli elektrodynamicznych.
Cele
Misja RemoveDebris, opracowana w ramach programu ramowego 7 Unii Europejskiej , musi ocenić kilka rozwiązań technicznych w zakresie wychwytywania i deorbitacji. Jego realizacja rozpoczęła się w 2013 roku. Powinna zakończyć się misją operacyjną około 2023 roku.
Cele misji RemoveDebris są następujące:
- Korzystając z sieci, przechwyć nanosatelitę DebriSat 1, która została wcześniej rozmieszczona z satelity.
- Uderz harpunem w eksperymentalny prototyp przymocowany do słupa o długości 1,5 metra.
- Zaimplementuj system nawigacji optycznej, aby zlokalizować nanosatelitę DebriSat 2.
- Użyj żagla słonecznego, aby zwiększyć opór, a tym samym przyspieszyć powrót do atmosfery.
Charakterystyka techniczna
RemoveDebris jest mini-satelita 100 kg z wykorzystaniem platformy z SSTL serii X50M opracowane przez brytyjską firmę SSTL . Satelita ma kształt sześcianu o wymiarach 0,65 x 0,65 x 0,72 m. Satelita jest stabilizowany na 3 osiach z dokładnością wskazania 2,5 °. Posiada ogniwa fotowoltaiczne o mocy 8 watów.
Na ładunek o przybliżonej masie 40 kg składają się:
- Nanosatelita CubeSat 2U o nazwie DebrisSat 1.
- Nanosatelita CubeSat 2U o nazwie DebrisSat 2.
- Rozstawiana sieć.
- Harpun.
- Optyczny system nawigacji VBN ( Vision-Based Navigation ) składający się z kamery i lidara.
- Rozkładany żagiel.
Przebieg misji
Satelita RemoveDebris jest umieszczony na orbicie 2 kwietnia 2018 rprzez przestrzeń ładunkową SpaceX Dragon w kontekście misji SpaceX CRS-14 (w) . Umieszczony w wewnętrznej ładowni kosmicznego frachtowca, musi zostać rozmieszczony w przestrzeni kosmicznej przez małą śluzę japońskiego laboratorium kosmicznego Kibō na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Początkowo krąży po orbicie 400 km identycznej z orbitą stacji kosmicznej, a następnie jej orbita jest stopniowo zmniejszana przez siły oporu zwiększane przez użycie żagla słonecznego. Misja powinna trwać około 1,5 roku, w tym 20 tygodni, podczas których satelita będzie aktywny, oraz rok monitorowania fazy deorbitacji.
Przebieg eksperymentów
Satelita przeprowadza cztery eksperymenty w okresie około dwudziestu tygodni:
- Pierwszy eksperyment ma na celu udoskonalenie techniki chwytania opartej na użyciu sieci. Aby wykonać ten test, satelita wysuwa CubeSat DS1, który był wcześniej przechowywany na platformie. DS1 zwiększa swoją objętość dzięki systemowi nadmuchiwanych balonów. Kiedy CubeSat znajduje się na 7 metrach, sieć jest rzutowana na CubeSat. Od masselotes umieszczonych na końcach gwintu musi przyczyniać się do owijania liny i napędzane za pomocą wyciągu zapobiec netto z ponownie. Przebieg testu jest filmowany przez dwie kamery. Następnie CubeSat zostaje zwolniony, a jego wysokość gwałtownie spada ze względu na powierzchnię balonu, na którą działają siły oporu.
- Drugi eksperyment ma na celu przetestowanie optycznego systemu nawigacji ( VBN ). Aby wykonać ten test, wypuszczany jest drugi CubeSat i odsuwa się od satelity z małą prędkością. Jest monitorowany przez dwie kamery i lidar na podczerwień.
- Trzeci eksperyment polega na uderzeniu harpunem w cel zamocowany na słupie o długości 1,5 metra. Harpun posiada urządzenie blokujące, które zapobiega jego poluzowaniu.
- Czwarty eksperyment polega na rozstawieniu żagla mającego na celu zwiększenie oporu, a tym samym przyspieszenie spadku wysokości, a tym samym czasu przed ponownym wejściem do atmosfery .
Odniesienia i uwagi
- Misja ADR RemoveDebris: Przygotowanie do startu międzynarodowej stacji kosmicznej , str. 1-2
- (w) William Graham, „ CRS-14: SpaceX Falcon 9 wykonuje drugi lot z wcześniej lecącym smokiem ” na nasaspaceflight.com ,2 kwietnia 2018 r
- (in) " RemoveDEBRIS " , SSTL ( ostatnia wizyta 4 kwietnia 2018 )
Dokumenty referencyjne
- (en) Jason Forshaw, Guglielmo Aglietti, Thierry Salmon i wsp. (Kwiecień 2017) „ The RemoveDebris ADR Mission: Preparing for an International Space Station Launch ” (pdf) na 7. Europejskiej Konferencji w sprawie Kosmicznych Śmieci : 1-9 str.
- ( fr ) Jason Forshaw, Guglielmo Aglietti, Nimal Navarathinam i wsp. (10 grudnia 2015 r.) „ Misja usuwania aktywnych odpadów z orbity - REMOVEDEBRIS: aktualizacja przed uruchomieniem ” (pdf) w Int. Kongres Astronautyczny : 1-15 p.
- (en) E. Joffre i in. , „ RemoveDebris - Mission Analysis dla taniej demonstracji aktywnego usuwania gruzu w 2016 r. ” , X ,2015, s. 1-22 ( czytaj online )