Weltraummüll“ sicher zur Erde zurückbringen

Apropos Weltraummüll.

Orbitale Trümmer von Raumfahrzeugen, die abgestorbenen Satelliten und Fragmente von verbrauchten Raketen, die in der Erdatmosphäre schweben, machen sich langsam auf den Weg zurück zur Erde. Objekte kehren normalerweise nach ein paar Jahren zurück, aber Trümmer, die in höheren Umlaufbahnen eingeschlossen sind, können mehr als ein Jahrhundert lang bleiben.

David Spencer, Associate Professor für Luft- und Raumfahrt an der Purdue University, will ein System entwickeln, das in Zukunft Raumfahrzeuge von Unternehmen wie SpaceX, OneWeb und Boeing deorbitieren würde, wenn die Raumfahrzeuge ihre Missionen abschließen. Eine Space Junk Animation ist hier verfügbar.

Warum ist das wichtig? „Es gibt eine Reihe von hochwertigen Umlaufbahnen, die so mit abgestorbenen Satelliten und Trümmer-Raumfahrzeugen bevölkert sind, dass sie sich einem Wendepunkt nähern“, sagte Spencer. „Sobald dieser Kipppunkt erreicht ist, kann es zu einer Kaskade von unkontrollierten Kollisionen kommen, die die Umlaufbahn unbrauchbar machen. Und in die Mischung die Tausende von Satelliten, die Unternehmen in den nächsten Jahren in die Umlaufbahn starten wollen, und das Problem wird viel schlimmer.“

Spencer ist ein Purdue Alumnus (’89 und’91) mit einem Hintergrund in der Planetenrobotik. Er verbrachte 17 Jahre im Jet Propulsion Lab der NASA in Pasadena, Kalifornien, als Missionsdesigner und Projektmanager für eine Reihe von Planetenmissionen. Seine Erfahrung in der Entwicklung und im Betrieb von Raumfahrzeugen führte ihn zu einem von der Planetary Society gesponserten Programm namens LightSail, das ihn für die einsatzbereite Segeltechnologie begeisterte. Obwohl das LightSail-Programm die Steuerung eines Sonnensegels mit Hilfe von Sonnenphotonen demonstrieren wird, um die Umlaufbahn zu formen und letztlich die Raumsonde höher zu tragen, sah Spencer das Potenzial, das Gegenteil zu tun.

„Mit vielen der gleichen Technologien wie Sonnensegel ist die Anwendung, an der wir hier arbeiten, ein Schleppsegel“, sagte er. „Anstatt die Umlaufbahn zu pumpen, wollen wir Energie aus der Umlaufbahn entfernen, indem wir den Schleppbereich vergrößern und die Atmosphäre nutzen, um das Raumschiff zu verlangsamen, was es zum Absturz bringt.“

Spencer und sein Schülerteam entwickeln ein Schleppsegelsystem, das mit Satelliten gestartet und am Ende der Mission des Satelliten eingesetzt werden kann.

Schleppsegel könnten verwendet werden, um Raumfahrzeuge und Satelliten am Ende ihres Einsatzes herunterzuziehen. Dies würde nicht nur mehr Platz für neue und verbesserte Satellitentechnologie bieten, sondern auch dazu beitragen, Astronauten vor Kollisionen mit orbitalen Ablagerungen in der Atmosphäre zu schützen.

Die Entwicklung dieser Technologie bietet eine spannende Gelegenheit für Studenten bei Purdue. Als Spencer vor zwei Jahren an die Universität kam, wollte er ein Kleinsatellitenprogramm entwickeln, das die Studenten durch den gesamten Lebenszyklus eines Raumfahrtprojekts führt, einschließlich Design, Herstellung, Test und Betrieb. Aber nicht nur die Studenten für die Entwicklung von Raumfahrzeugen zu begeistern, sondern auch die von ihnen entwickelten Raumfahrzeuge mit modernsten Anwendungen für die Weiterentwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie, wie z.B. die Lösung des Problems der orbitalen Ablagerungen.

„Die Zusammenarbeit mit Studenten an Projekten, die die Luft- und Raumfahrtindustrie voranbringen und der Gesellschaft insgesamt zugute kommen, ist wirklich lohnend“, sagte Spencer. Sein Ziel ist es, den Schülern eine Lernerfahrung und die Möglichkeit zu bieten, etwas zu tun, das den Bereich der Raumfahrtwissenschaften und -technologien voranbringt.

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