Демонстратор по демонтажу космического мусора развернут с МКС

Небольшой спутник, собранный в Великобритании, был выпущен с МКС, начав самостоятельную миссию по испытанию технологий и методов, которые могут быть использованы для захвата и удаления космического мусора с низкой околоземной орбиты.

Разработанный инженерами со всей Европы, космический аппарат RemoveDebris включился и проходит проверки после его развертывания 20 июня.

Кубический аппарат размером 1 метр по каждой стороне весит около 100 кг. Он начал свою миссию 2 апреля с мыса Канаверал внутри корабля Dragon. Вскоре после прибытия на космическую станцию 4 апреля астронавты перенесли спутник RemoveDebris из грузового отсека капсулы в японский лабораторный модуль Kibo. Экипаж станции удалил щиты, используемые для защиты спутника во время запуска, а затем поместил его на скользящий лоток внутри шлюза лаборатории Kibo.

Спутник переместили через шлюз на научную палубу японской лаборатории, где роботизированная рука модуля Kibo схватила его и переместила в заданное положение для выпуска. RemoveDebris стал самым большим спутником, развернутым с МКС.

Миссия RemoveDebris, разработанная в рамках партнерства между государственным и частным секторами, будет проверять полезность сетей и гарпунов для захвата крутящихся объектов на орбите, перепрофилирования устройств, обычно используемых в рыболовстве, для вывоза мусора с орбиты и приведения их в атмосферу Земли для сжигания.

В интервью перед запуском в апреле Гульельмо Аглиетти, главный исследователь миссии RemoveDebris, назвал проект «доказательством концепции».

Суть миссии заключается в том, чтобы доказать, что очистка космического мусора может быть относительно недорогой – что может быть доступно коммерческим компаниям или правительствам, работающим в рамках бюджетных ограничений.

«По прошествии почти пяти лет разработки увлекательно наконец-то оказаться в состоянии, когда мы можем протестировать эти чрезвычайно захватывающие технологии в этой области», – сказал Аглиетти,

«В случае успеха технологии, протестированные в RemoveDebris, могут быть включены в другие миссии в ближайшем будущем».

Спутник RemoveDebris содержит два CubeSats, сеть и гарпун, лазерный дальномер и парус, предназначенный для разворачивания и ускорение его падения обратно в атмосферу Земли с использованием аэродинамического сопротивления.

«Замечательно, что это помогло облегчить эту новаторскую миссию», — сказал Конор Браун, менеджер по внешним связям NanoRacks. «RemoveDebris демонстрирует некоторые чрезвычайно захватывающие технологии удаления обломков, которые могут оказать серьезное влияние на то, как мы управляем движением космического мусора.

«Эта программа является прекрасным примером того, как выросли возможности малых спутников и как МКС может служить платформой для миссий этого масштаба. Мы все рады увидеть результаты экспериментов и повлиять на этот проект в ближайшие годы », — сказал Браун.

RemoveDebris выполнит четыре основных эксперимента. «В принципе, у него есть сеть и гарпун на борту», — сказал Джейсон Форшоу, бывший менеджер проекта миссии RemoveDebris. «Концепция заключается в том, что он собирается туда подняться, и он выведет небольшие маленькие спутники, которые будут использоваться в качестве искусственного космического мусора».

Один из CubeSats, размером с буханку хлеба, раздует воздушный шар, чтобы имитировать размеры небольшого фрагмента мусора. С близкого расстояния (7 метров) RemoveDebris выпустит сетку, чтобы покрыть CubeSat – названный DebrisSat 1, – и свести его в атмосферу Земли.

«Сеть, как способ захвата мусора, является очень гибким вариантом, потому что даже если обломки вращаются или имеют неправильную форму, захват сетью имеет относительно низкий риск по сравнению с роботизированной рукой, потому что, если обломки вращаются очень быстро, и вы пытаетесь захватить его роботизированной рукой, то, очевидно, возникнут проблемы», — сказал Аглиетти.

Этот эксперимент в настоящее время запланирован на сентябрь.

«У нас будет выпущен CubeSat, а затем сеть выталкивается и обертывается вокруг цели и захватывает весь аппарат», — сказал Саймон Феллоуз, менеджер проекта.

Другой CubeSat, названный DebrisSat-2, будет отделяться от RemoveDebris в октябре, чтобы протестировать отслеживающие алгоритмы. Спутник RemoveDebris будет использовать DebrisSat-2, чтобы проверить технологию навигации, необходимую для того, чтобы орбитальный сборщик мусора приблизился к неконтролируемой части космического мусора.

Инструмент LIDAR «может наблюдать обломки и определять все параметры, чтобы планировать захват», — сказал Аглиетти. «У нас есть обычная камера, а затем LIDAR, который использует лазеры для отслеживания объекта и определения того, что делает объект, он не просто смотрит и видит, но и пытаться проанализировать скорость вращения».

DebrisSat-2 передаст свое истинное положение обратно на RemoveDebris, что позволит инженерам оценить правильность работы навигационных камер и лазерных систем, предоставляемых Airbus. «Навигационный эксперимент увидит мусор и выяснит, как он движется, и как лучше всего справиться с ним».

Третий эксперимент миссии RemoveDebris, намечен на март следующего года, в ходе его будет проверяться функциональность гарпуна, который будет использоваться для стрельбы по «мертвому» спутнику и захватывать его для последующего плавного повторного входа.

Но RemoveDebris не будет тестировать гарпун на реальном спутнике. Технология все еще не изучена в космосе, и есть юридические опасения по поводу ее использования. «Возможно, это немного более рискованно, потому что вам нужно стрелять по мусору в место, которое подходит для захвата гарпуном», — сказал Аглиетти. «Ясно, что вам нужно избежать попадания в топливный бак. Это может вызвать некоторые нежелательные последствия».

«Одна из основных вещей, которые мы стремимся извлечь из этого, – это то, как гарпун ведет себя и движется в условиях невесомости и нулевого воздуха. Очень сложно протестировать тросик с гарпуном на земле, и сейчас есть лучший способ проверить его в космической среде».

Наконец, миссия RemoveDebris попытается развернуть парус, чтобы задействовать его как воздушный тормоз, создавая сопротивление в разреженной внешней атмосфере. На высоте космической станции –около 400 км – парус вернет спутник RemoveDebris обратно в более плотные слои атмосферы, где он завершит свою работу.

Механизм торможения позволит RemoveDebris повторно войти в атмосферу в течение примерно восьми недель после разворачивания паруса. Преимущество очевидно – не потребуется два с половиной года, чтобы стандартным образом сойти с орбиты.

Миссия имеет бюджет в размере 15,2 млн. евро и частично финансировалась Европейской комиссией. Остальная часть проекта была оплачена 10 компаниями, включая SSTL, Airbus и Ariane Group.

В настоящее время эксперты оценивают, что почти 7000 тонн мусора вращается вокруг Земли.