Kosmoseprügi kasvav probleem LEO-s (maapõhja orbiidil) pälvib üha enam tähelepanu. Kuna orbiidil on tuhandeid satelliite ja teel on veel tuhandeid, tundub meie isu satelliitide järele piiritu. Kuid igal satelliidil on kõlblikkusaeg. Mida me teeme nendega, kui nad on oma kasulikkuse ära kasutanud ja muutuvad lihtsateks, tülikasteks kosmosejäätmeteks?
Juba ainuüksi järgmise viie aasta jooksul toome turule veel 2600 nanosatelliiti ja kuubatuuri. Maa ümber tiirleb juba ligi 5000 satelliiti ja paljud neist on praegu mittefunktsioneerivad kosmoseprahid, mis ummistavad uuemate satelliitide orbitaalteid. Tegelikult lasime ÜRO kosmoseküsimuste büroo (UNOOSA) andmetel ainuüksi 2018. aastal kosmosesse 382 objekti, mis pole jätkusuutlik arv.
Sellel probleemil pole potentsiaalseid lahendusi. Mõnede eksootiliste kõladega lahenduste hulka kuuluvad harpuunid, võrgud, magnetid, isegi laserid. Nüüd on NASA-l Purdue ülikooliga seotud start-up Vestigo Aerospace'i raha kuuekuulise uuringu jaoks, mille eesmärk on lohistada purjesid kosmoseprügi orbiidil, sealhulgas satelliitide, kasutatud raketivõimendite ja muu prahi ohutuks eemaldamiseks.
Vestigo Aerospace asutas Purdue insenerikolledži dotsent David Spencer. "Kuuekuulise uuringu kaudu edendame väikeste satelliitide deorbiidi jaoks mõeldud purjespordi tehnoloogiat ja kanderakettide etappe," ütles Spencer pressiteates. "Kosmoseobjektide ohutu utiliseerimine missiooni lõppedes on vajalik, et säilitada väärtuslike orbiitide kasulikkus."
Purjepurjed on pisut erinevad kui muud meetodid. Kui erinevate asutuste väljapakutud harpuunid, laserid ja võrgud on mõeldud juba kogunenud kosmosejäätmetega tegelemiseks, siis purjepurjed on mõeldud satelliidiks ehitamiseks ja nende kasuliku eluea lõpus kasutuselevõtmiseks.
"Vestigo Aerospace töötab välja tavaliste tõukejõusüsteemide alternatiivina deorbiidivõimsuse vajaduste rahuldamiseks mõeldud purjede tootesarja," ütles Spencer, kes töötas enne Purdue teaduskonnaga liitumist 17 aastat reaktiivmootorite laboratooriumis. "Meeskond uurib ka veopurkade kasutamist kosmoseobjektide sihipäraseks tagasisõiduks, et vähendada ebakindlust atmosfääri sisenemise koridorides ja prahi mõjualadel."
Purjed võetakse kasutusele satelliidi lõppedes. Pärast kasutuselevõttu vähendavad need objekti kiirust ja aitavad sellel siis ohutult deorbeeruda. Praegu satelliidid deorbeeruvad enam-vähem nende endi tingimustel ja on raske välja arvutada, kuhu nad võivad Maale jõuda, kui nad on liiga suured, et uuesti sisenemisel põletada.
Vestigo Aerospace'i süsteemi peamine disainilahendus on mastaapsus. E-kirjavahetuses Space Magazine'iga ütles David Spencer: „... me kavandame süsteemi skaleeritavaks, nii et seda saaks kasutada vastuvõtvate satelliitide deorbeerimiseks alates 1 kg CubeSatist kuni 450 kg väiketeni või 1000 kg kanderaketi ülemisteni . ”
Nende süsteem pakub ka nn passiivset aerodünaamilist stabiilsust. Spenceri sõnul "võimaldab see süsteemil loomulikul viisil kärpida maksimaalse lohise orientatsiooni järgi."
Vestigo Aerospace pole esimesed, kes uurib ja arendab tõmbepurjeid. CanX-7 (Canadian Advanced Nanospace eXperiment-7) oli 2017. aasta demonstratsioonmissioon, mille käigus vaadeldi nanosatelliitide deorbiteerimist tõmbepurjedega. See oli suunatud eeskätt Cubesatsile, kus see kinnitataks välisküljele, et mitte häirida elektroonikat.
CanX-7 kasutas oma 3,5 kg (7,7 naela) massi deorbeerimiseks nelja purje. Vaid ühe nädala jooksul pärast kasutuselevõttu õnnestus tal märkimisväärselt muuta oma orbiidi lagunemise kiirust. Lõpuks stabiliseeris see end kõigi nelja satelliidi taha jääva purjega, mis suurendas orbiidi lagunemist veelgi.
Alates 2007. aastast on kehtinud suunised, milles öeldakse, et nanosatelliidi orbitaalne eluiga ei tohiks ületada 25 aastat. Need juhised pärinevad IADC-lt (ametitevaheline kosmosejäätmete koordineerimise komitee). Ehkki orbiidil kogunenud prahi käsitlemine võiks olla eksootilisem meetod, pakuvad purjepurjed taskukohast ja potentsiaalselt hõlpsasti väljatöötatavat meetodit, et tagada tulevaste satelliitide kasulikkuse ületamine.
Allikad:
- Pressiteade: Kosmilise naabruskonna puhastamine
- Pressiteade: Ainult ühe nädala möödudes näitab CanX-7, et lohistuspurjed on satelliidi deorbeerimise ajal tõhusad
- Kosmoseajakiri: Briti satelliit testib oma kosmoseprügi Harpoonit
