6 월 20 일에 국제 우주 정거장에서 배치 된 RemoveDebris 위성. 신용 : NASA / NanoRacks / Ricky Arnold
영국에서 소집 된 소형 위성이 국제 우주 정거장에서 방출되어 저궤도에서 우주 정크를 포착하고 궤도를 이탈하는 데 사용할 수있는 기술과 기술을 테스트하는 독립 실행 형 사명을 시작했습니다.
유럽 전역의 엔지니어들이 제작 한 실험으로 탑재 된 RemoveDebris 우주선이 6 월 20 일 우주 정거장의 캐나다 로봇 팔에서 배치 된 후 체크 아웃되었습니다.
큐브 형 우주선은 각면에서 약 3 피트 (1 미터)를 측정하고 약 220 파운드 (우주 엑스 드래곤 공급선에서 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)에서 4 월 2 일 발사 한 경우 100kg)입니다.
보충 임무가 4 월 4 일 우주 정거장에 도착한 직후, 우주 비행사들은 드래곤 캡슐의 화물칸에있는 RemoveDebris 위성을 일본 기보 연구실 모듈로 옮겼습니다. 역의 승무원은 발사 도중 우주선을 보호하기 위해 사용 된 방패를 제거한 다음 기보 연구실의 에어 락 내부의 슬라이딩 트레이에 놓았습니다.
이 우주선은 우주 비행사를 통해 일본 연구실의 외부 과학 데크로 옮겨져 키보 모듈의 로봇 팔이 그것을 잡아 휴스턴에 기반을 둔 NanoRacks가 개발하고 소유 한 장치 인 Kaber 마이크로 위성 배치 장치로부터 6 월 20 일에 미리 정해진 위치로 이동했습니다.
RemoveDebris는 작년에 Kaber 메커니즘을 사용한 RemoveDebris보다 작은 CubeSats와 한 쌍의 microsatellites에 이어 현재까지 국제 우주 정거장에서 배치 된 가장 큰 위성이었습니다.
우주 비행사의 원정대 56 대원의 지휘관 인 Drew Feustel NASA 우주 비행사는 RemoveDebris 우주선과 함께 우주선 준비에 필요한 Kibo 모듈의 에어 락을 작동시킵니다. 제공 : NASA / NanoRacks
공공 - 민간 파트너십을 통해 개발 된 RemoveDebris 임무는 궤도에서 텀블링 대상을 포착하고, 낚시에서 흔히 사용되는 장치를 용도 변경하여 궤도에서 찌꺼기를 뽑아 내고 지구 대기로 가져와 타지 않도록 넷과 작살의 유용성을 테스트합니다.
4 월에 RemoveDebris가 시작되기 전에 인터뷰에서 RemoveDebris 임무의 수석 연구원 인 Guglielmo Aglietti는 프로젝트를 "개념 증명 (proof-of-concept)"이라고 불렀습니다.
우주 비행사가 우주 정크를 청소하는 것이 상대적으로 저렴할 수 있음을 증명하는 것이 임무의 핵심이라고 Aglietti는 말합니다. 상업 회사 나 예산 제약하에 운영되는 정부가 부담 할만한 것입니다.
"거의 5 년 동안 개발 한 후에야 마침내이 분야에서이 매우 흥미 진진한 기술을 테스트 할 수있는 위치에 서게 된 것은 흥미로운 일입니다."라고 Surrey 우주 센터의 책임자 인 Aglietti는 말했습니다. 써리 인공위성 기술 주식 회사, 작은 인공위성의 영국 제조자.
"성공적이라면 RemoveDebris에서 발견 된 기술은 가까운 미래에 다른 임무에 포함될 수있다"고 Aglietti는 우주 정거장에서 인공위성의 배치에 이어 성명서에서 말했다.
영국의 SSTL에 의해 건조 된 RemoveDebris 위성은 그 무게보다 높은 기량을 발휘합니다. RemoveDebris 모선에는 공기 역학 저항을 사용하여 지구 대기로 다시 빠져 나가기 위해 설계된 2 개의 CubeSats, 그물과 작살, 레이저 거리 측정 도구 및 "dragsail"이 주요 위성 뒤에 펼쳐지도록 설계되었습니다.
"NanoRacks 외부 페이로드 관리자 인 Conor Brown은 성명서를 통해"이 획기적인 사명을 수행하는 데 도움을 주었으면 좋았습니다. "RemoveDebris는 우리가 앞으로 나아갈 공간 파편을 관리하는 방법에 큰 영향을 미칠 수있는 매우 흥미로운 활성 파편 제거 기술을 시연하고 있습니다.
"이 프로그램은 작은 위성 기능이 어떻게 성장했는지와 우주 정거장이이 규모의 임무를 수행하기위한 플랫폼 역할을 할 수있는 훌륭한 사례입니다. 브라운 대변인은 실험의 결과를보고이 프로젝트가 향후 몇 년 안에 미칠 수있는 영향에 대해 모두 기뻐하고있다.
영국 길 포드 (Guildford)에있는 SSTL 캠퍼스의지면 제어기는 RemoveDebris 우주선을 네 가지 기본 실험을 통해 배치합니다.
"기본적으로 SSTL의 RemoveDebris 임무의 전 프로젝트 매니저 인 Jason Forshaw는 기본적으로 그물, 작살 및 드래그 세일을 탑재하고 있습니다. "이 개념은 그곳으로 올라갈 예정이며, 인공적인 공간 쓰레기로 사용될 작은 위성을 방출 할 것입니다."
빵 한 덩어리 크기의 CubeSats 중 하나는 더 큰 공간 쓰레기 더미의 크기를 모방하기 위해 풍선을 부 풀릴 것입니다. 가까운 거리에서 날아가는 RemoveDebris는 지구 대기권에 다시 들어가기 위해 느슨하게 절단 될 CubeSat - DebrisSat 1이라는 이름으로 둘러싸인 약 23 피트 (7 미터) 거리에서 그물을 방출합니다.
"파편을 잡는 방법 인 그물은 파편이 회전하고 있거나 불규칙한 모양을 가지고 있어도 그물로 포획 할 때 로봇 암으로가는 것보다 상대적으로 위험이 적기 때문에 매우 유연한 옵션입니다 파편이 매우 빠르게 돌아가고 로봇 팔로 그것을 잡으려고한다면 분명히 문제가있다 "고 Aglietti는 말했다. "또한 로봇 팔이나 그리퍼로 파편을 포착 할 경우 파편을 부수 지 않고 파편 조각을 잡을 수있는 곳이 필요합니다."
순 실험은 현재 독일 브레멘에있는 시설에서 그물을 개발 한 Airbus Defense and Space에 따르면 9 월에 예정되어있다.
"우리는 출시 된 큐브 샛 (CubeSat)을 가지고 있고, 큰 표적이 부풀어 오르고, 그물망이 표적 주위로 빠져 나가 포장 집 전체를 가져와, 모든 것이 RemoveDebris에 의해 비디오로 녹화됩니다."라고 Simon Fellows 프로젝트 관리자 인 Simon Fellows는 말했다. 데비리스 임무를 제거하십시오.
DebrisSat 2라는 또 다른 큐브 샛 (CubeSat)은 10 월에 RemoveDebris 모선과 분리되어 레이저 및 알고리즘의 추적 및 측량을 테스트합니다. RemoveDebris 위성은 ObbiSat 2를 사용하여 궤도를 도는 가비지 컬렉터가 통제 불능의 우주 쓰레기에 접근하는 데 필요한 근접 비전 기반 탐색 기술을 테스트합니다.
LIDAR 장비는 파편을 관찰 할 수 있으며 포획을 계획하기 위해이 잔해가 무엇을하는지에 대한 모든 매개 변수를 파악할 수 있습니다 "라고 Aglietti는 말했습니다. "우리는 보통의 카메라를 가지고 있으며, LIDAR는 물체를 비추고 물체가 무엇을하고 있는지를 알아 내기 위해 레이저를 사용하고, 단지보고보고 보는 것이 아니라 회전 속도를 보려고 노력하면서 매개 변수를 정량화하려고합니다. 예를 들면. "
DebrisSat 2 크라프트는 ClearDebris 모선으로 진정한 위치를 다시 전달함으로써 프랑스 툴루즈의 에어 버스 팀이 제공하는 내비게이션 카메라와 레이저 시스템의 성능을 평가할 수 있습니다.
"비전 기반 항법 실험은 파편을 실제로보고 움직이는 방법과 파편을 처리하는 최선의 방법을 찾아 낼 것"이라고 Fellows는 말했다.
RemoveDebris 우주선에서 배포하는 CubeSat의 아티스트 개념. 신용 : 써리 우주 센터
내년 3 월에 예정된 세 번째 RemoveDebris 실험은 죽은 인공위성에서 발사하고 창을 띄우는 데 사용되는 작살의 기능을 테스트하여 불길이 다시 맹렬한 재진입을 위해 궤도에서 벗어날 수있게합니다.
그러나 RemoveDebris는 실제 위성에서 작살을 테스트하지 않습니다. 이 기술은 우주에서 아직 시도되지 않았으며, 누군가의 우주선을 허가없이 뽑아내는 것에 대한 법적 우려가 있습니다.
"작살로 잡히기에 적당한 장소에서 파편을 치면되기 때문에 조금 위험 할 수 있습니다."라고 Aglietti가 말했습니다. "분명히, 당신은 어떤 연료 탱크도 피해야한다. 그것은 약간의 바람직하지 않은 영향을 줄 것이다."
대신, RemoveDebris는 끝 부분에 작살을위한 타겟이있는 팔을 뻗은 다음 발사체를 약 45mph 또는 초당 20m의 속도로 밧줄로 발사합니다. 작살 실험은 영국 Stevenage에 본사를 둔 Airbus 엔지니어가 주도합니다.
"우리가 이것으로부터 배워야하는 주요한 것들 중 하나는 무중력 상태에서, 그리고 제로 - 에어 환경에서 어떻게 행동하고 움직이는가입니다"라고 Fellows는 말했습니다. "땅에 작살로 밧줄을 시험하는 것은 매우 어렵습니다. 실제로 그것을 시험하는 가장 좋은 방법은 우주 환경에서하는 것입니다."
포루 (Forshaw)는 작년 TEDx 연설에서 "우리는 작살이 있고, 우리는 그물을 가지고있다. "이들은 모두 단순한 개념처럼 보입니다. 그들은 바다 생물과 같은 것들을 잡기 위해 수천 년 동안 수중에 사용되어 왔습니다. 그러나 지구상에서 성숙한 해양, 실제로 우주로 그들을 데려 와서이 개념을 처음으로 볼 수있는 기술을 이용하십시오. 아무도 우주에서 이러한 용도로 그물을 사용하지 않았습니다. . "
마지막으로, RemoveDebris는 확장 가능한 돛을 에어 브레이크 또는 스포일러처럼 작동시켜 희미한 외부 대기에서 공기 분자와의 충돌로부터 항력을 생성합니다. 250 킬로미터 (400 킬로미터) 정도되는 우주 정거장의 고도에서 드래그 세일은 RemoveDebris 위성을 대기의 밀도가 높은 층으로 가져와 다시 태울 것이다.
제동 장치를 사용하면 RemoveDebris가 자연스럽게 궤도를 도는 데 약 2 년 반이 소요되는 것이 아니라 드래그ail이 펼쳐진 후 약 8 주 이내에 대기에 재진입 할 수 있습니다.
"임무의 모든 요소는 매우 빨리 궤도를 벗어나야한다"고 Aglietti가 말했다. "분명히, 우리와 같은 선교사에게 우리는 우주 파편의 문제에 더 이상 기여하지 않아야합니다. 우리는 우리가 거기에 놓고있는 모든 조각들이 꽤 빨리 내려올 것이라고 확신하고 싶습니다. 우리에게있어서, 국제 우주 정거장에서의 발사는 그와 같은 낮은 궤도에 있기 때문에 특히 좋습니다. 어떤 경우에는 실험이 계획대로 이루어지지 않을지라도, 모든 것이 올 것이기 때문에 중요하지 않습니다. 대기에서 태워 버린다. "
Dragsail의 도움으로 임무가 끝날 때 RemoveDebris 인공위성의 궤도를 도는 아티스트의 그림. 크레딧 : SSTL
오늘 외환 환율로 1 천 5 백 2 십만 유로 - 1 천 7 백 7 십만 달러 예산 - RemoveDebris 임무는 부분적으로 유럽 집행위원회 (European Commission)의 지원을 받았다. 이 프로젝트의 나머지 부분은 SSTL, Airbus Defense and Space, Ariane Group을 포함한 시위에 참여한 10 개 회사가 지불했습니다.
전문가들은 현재 지구상에서 거의 7,000 톤의 쓰레기와 파편이 궤도를 선회하고 있다고 추정한다.
"저가의 소형 위성 임무를 설계하고 구축하는 SSTL의 전문 기술은 지구 궤도에서 우주 정크 제거의 새로운 시대를 열어주는 능동적 인 파편 제거 임무를위한 획기적인 기술 시연 기인 RemoveDebris의 성공에 기본이되었습니다."Martin Sweeting , 성명서에서 SSTL의 집행 위원장.
우주에서 충돌이 일어났습니다.
2009 년에 상업용 이리듐 통신 위성이 러시아 군용 공작과 충돌하여 두 물체를 모두 파괴하고 수 천개 이상의 우주 쓰레기를 만들었습니다.
"오래된 위성도 잔여 연료를 가지고있다"고 포 셰호가 말했다. "때로는이 연료들이 섞이도 록 인공위성 자체가 폭발하기에 아주 좋습니다."
"핵심 질문 중 하나는 누가이 모든 것에 책임이 있는지입니다."라고 Forshaw가 말했습니다. "공간을 깔끔하게 유지할 책임은 누구에게 있는가? 거기에 우주 법은 복잡합니다. 전체 위성 또는 유리 조각과 같은 공간의 모든 항목은 실제로 누군가 소유됩니다. 허락 없이는 재산을 빼앗을 수 없습니다. 게다가, 작은 조각이 당신의 위성에 부딪쳤다면, 누가 그랬는지조차 알지 못할 것입니다. "
국제 우주 정거장에서 분리 된 직후의 RemoveDebris 위성. 제공 : NASA / NanoRacks / Ricky Arnold
원 웨이브 (OneWeb), 스페이스 엑스 (SpaceX) 등의 회사들이 수천 개의 통신 위성에 대한 계획된 "메가 별자리 (mega-constellations)"를 구축함에 따라 우주 파편 문제는 업계의 많은 사람들에게 떠오르게 될 것입니다.
원 웨이브 (OneWeb)와 스페이스 엑스 (SpaceX)는 임무가 완료되면 계획된 광대역 통신 위성을 지구 대기로 되돌려 보낼 것이라고 말하면서 예기치 못한 실패를 당하면 우주선 중 일부가 좌초 될 수있다.
"실제로 두 가지 해결책이 있습니다 : 우리가 우주에 진입 한 것들을 스스로 복구 할 수있는 능력을 갖도록하거나, 또는 우리가 실제로이 우주 쓰레기 중 일부를 포착하여 다시 지구로 가져올 수있는 임무를 시작합니다. 포사 (Forshaw)는 말했다.
"전체 캠페인이 끝나고 (RemoveDebris) 인공위성이 궤도를 돌다 보면, 회사가이를 서비스로 제공하면 큰 도움이 될 것이며, 더 큰 임무가있을 때 일부 파편을 사용하여 실제 파편을 포착 할 것입니다. 우리가 시연 한 기술 중 하나 "라고 Aglietti가 말했다.
궤도에서 우주 파편을 제거하기 위해 설립 된 한 회사는 싱가포르에 본사를두고있는 Astroscale입니다. Astroscale은 SSTL과 협력하여 상용 우주 파편 포착 실험을 개발 중입니다. Forshaw는 RemoveDebris 인공 위성의 설계 및 건설을 감독 한 후 Astroscale에 합류하여 유럽 연구 및 개발 노력의 관리자로 참여했습니다.
유럽 우주국 (European Space Agency)은 또한 e.Deorbit라고 불리는 임무 개념을 가지고 있는데, 2024 년에 갑자기 실패한 지구 관측 위성 Envisat와 랑데뷰하기 위해 발사 될 예정이다. Envisat는 2 층 버스 규모이며 전문가들은이를 예상한다 150 년 동안 우주에 남아있을 것이고 지구의 800 마일 (800 킬로미터)에 가까운 동일한 우주 지역의 다른 위성에 위험을 초래할 것입니다.
ESB 회원국의 승인을받은 eDeorbit 임무는 Envisat을 통제 된 방식으로 철회합니다. RemoveDebris 임무는 그러한 노력의 기본 부분 중 일부가 작동하는지 확인합니다.
"하루가 끝나면 모든 자금이 조달된다"고 Aglietti는 말했다. "우리 모두 우주 분야에서 중대한 위협을 야기하는 파편의 큰 조각을 제거하기 시작하는 것이 좋다고 동의합니다. 문제는 단지 재정적 일뿐입니다.
"이것이 우리가 비용 효율적인 기술을 테스트하는 이유입니다."라고 그는 말했습니다. "내 생각에 걸림돌은 비용입니다 ... 비용이 과다하면 사람들은 새 위성이 파편에 부딪 힐 위험을 감수합니다. 우리가 선교 비용을 낮추게되면 훨씬 더 많은 일이 일어날 것입니다. "