03/03/2014 - Ein Schritt näher am Ende des Weltraummülls

Menéame

Forscher der UPM die Internationales BET-Projekt über den Raummüllumkreis durch Elektrodynamische Liegeplätze. Zu seinen Ergebnissen gehört die Entwicklung eines Simulators für Raumfahrtagenturen und Unternehmen.

Die Sorge um die Umwelt, die durch die Verbreitung von Gegenständen in nicht funktionsfähigen Umlaufbahnen entsteht, macht die Gesellschaft nicht von diesem Problem abbringen, das man nicht zu bekämpfen scheint. Die Lösungen, die für die Beseitigung der 600 Tonnen Weltraummüll Es wird geschätzt, dass sie derzeit zahlreich sind, aber es ist immer noch offen für die Suche nach einer effizienten, wirtschaftlichen und ökologischen Methode, nach dem Ziel von Wissenschaftlern und Wissenschaftlern, die auf den Raumfahrtsektor spezialisiert sind. Das Panorama, das das sogenannte Kessler-Syndrom zeichnet, mit Kettenkollisionsobjekten und der Notwendigkeit, weiterhin zu starten, zwingt dazu, den Raum durch Deorbitat zu "reinigen," d.h. alle Satelliten nach Ablauf ihrer Lebensdauer auf die Erde zurückzugeben.

Mit diesem Ziel wurde 2010 das Projekt gegründet. BETS (The Bare Electrodynamic Tethers Project), die von der Europäischen Union im Rahmen ihres Rahmenprogramms FP7/Space finanziert wird und nun mit vielversprechenden Ergebnissen beendet wird. Sie wurde international von der Polytechnische Universität Madrid (UPM) unter der Leitung des emeritierten Professors der Technische Hochschule für Luftingenieure Juan Ramón Sanmartín Losada. In der multidisziplinären Expertengruppe, die diese Raumfahrt-Herausforderung zusammengebracht hat, war die Universita degli Studie di Padova, National Aerospace Laboratory of France (ONERA), Colorado State University (USA), das spanische Unternehmen Emxys, Deutsche Luft- und Raumfahrtbehörde in Bremen (DLR) und Tecnalia-Stiftung.

Wie funktioniert das System?

Ein nackter räumlicher Liegeplatz ist ein leitfähiges Band, das mehrere Kilometer lang, wenige Zentimeter breit und Dutzende von Mikron dick ist. "Solange der Satellit aktiv ist, wird der Liegeplatz auf einer Haspel kompakt gerollt und nach Beendigung der Mission nach der lokalen Vertikale verteilt. Professor Sanmartín, der 1992 dieses Konzept eingeführt hat, hat es dank seiner Bewegung in Bezug auf das magnetisierte Plasma der Ionosphäre völlig passiv funktioniert."

Die Plasmaelektronen werden von der Festplatte erfasst und durch ein kleines Gerät namens Plasma-Kreuzung, das einmal anzündet, ausgestoßen. Das Ergebnis ist eine Bremskraft von "Lorentz" des geomagnetischen Feldes über dem Strom am Liegeplatz. Sie ist Teil der sogenannten "Umlaufbahntechnologien." Verflüssigungen, die weder Brennstoff noch Energiesystem benötigen; in der Tat verwandelt der Anker die Orbitalenergie in elektrische Energie, die der Satellit erforderlichenfalls nutzen könnte. "Ein weiterer Vorteil des Systems besteht darin, dass durch das Ausschalten des Kontakters das Manöver des Orbits unterbrochen wird, wenn ein Zusammenstoß vermieden werden sollte," betont er.

BETs hat ein technologisches Niveau erreicht, das eine Demonstration im Orbit ermöglicht. Während der mehr als drei Jahre der Arbeit umfasste die Forschungsarbeit des Projekts die vorläufige Planung einer generischen Mission (d. h. die Abmessungen des Leitersegments, die zu einer geringen Wahrscheinlichkeit des Schneidens durch Weltraummüll und zu einem niedrigen Verhältnis von System-/Bar-/Satellitenmassen führen), die numerische Simulation der Dynamik, die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls mit Objekten und die Konstruktion, Konstruktion und Prüfung mehrerer Teilsysteme wie Plasmaschlager, Elektronik oder Einsatzmechanismus. Die Ergebnisse des Projekts wurden im Rahmen des Scientific-Technical Subcommittee, United Nations Committee on the Pacific Uses of Outer Space, die am 14. Februar in Wien (Österreich) stattfand.

Eines der wichtigsten Ergebnisse von BETs ist die Entwicklung eines universellen Algorithmus für die optimale Bestimmung der Ankergeometrie für eine generische Mission. Dieser Algorithmus hat zusammen mit einem Flugsimulator in der Software BETSMA. Wie sein Schöpfer, der Professor an der ETSI Aeronauticos Gonzalo Sánchez Arriaga, beschreibt, "ist es ein einfaches Computer-Tool zur Bedienung, das es unspezifizierten Nutzern ermöglicht, die wichtigsten Werte einer Mission mit Liegeplätzen zu erhalten. Neben der optimalen Geometrie des Liegeplatzes für eine bestimmte Mission berechnet das Programm die wichtigsten Verdienstfiguren des Systems, einschließlich der Umlaufbahnzeit, der Massen der verschiedenen Subsysteme, des Satellitenpfades und der Wahrscheinlichkeit des Überlebens des Lieges."

Das Tool ist ein kompletter Flugsimulator, der die Gestaltung und die Leistungen von Missionen mit Liegeplätzen umfassend umfasst und es ermöglicht, ihre Kosten zu bewerten. Daher kann es den Raumfahrtagenturen sehr nützlich sein, vor allem die kritischen Umlaufbahnen zu reinigen, aber auch die Unternehmen des Sektors oder spezialisierte Forschungsgruppen. Die UPM wird mit der Vermarktung dieser Software in den nächsten Monaten.

Eine steigende Methode

"Wenn die Wirksamkeit eines wirtschaftlichen, zuverlässigen und leichten Systems der Umlaufbahn wiederholt nachgewiesen wird, wird höchstwahrscheinlich eine internationale Übereinkunft (durch entsprechende Gesetzesänderungen) erzielt, die die am Ende ihrer Mission veröffentlichten Gegenstände entzerrt." Auf der Grundlage dieser Überzeugung arbeiten die Forscher der UPM weiterhin an diesem System, das auch durch die Meinung der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft bestätigt wird, wie der Verweis auf BETs zeigt, den die Fachzeitschrift Aerospace American in einem Artikel mit dem Titel "Das Konzept der elektrodynamischen Anker (Space Tether concepts gain momentum)" im Dezember 2013 veröffentlicht.

Die Gruppe hat eine neue Chance, das System weiterzuentwickeln, indem die Europäische Union ein Rahmenprogramm für ihre Forschungs- und Innovationstätigkeiten mit dem Namen "Forschung und Innovation" auf den Weg bringt. "Horizont 2020" (H2020), einschließlich einer Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen für Projekte zur Verringerung der Auswirkungen von Weltraummüll durch passive Methoden. "Diese neue Finanzierung könnte eine Demonstration in der Umlaufbahn bedeuten, die im Falle eines Erfolgs die Ankerplätze vor die Tore ihrer Vermarktung und Ausbeutung auf dem Weltraummarkt stellen würde," so die Forscher.

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UPM

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