یک ماهواره‌ برای جمع آوری زباله های فضایی از توری غول پیکر استفاده می کند

یک ماهواره‌ی بریتانیایی که برای جمع آوری پس ماند های فضایی طراحی شده، موفق شد در یک شبیه سازی زباله‌ی فضایی تولید شده را پاکسازی کند. روز یکشنبه‌ ماهواره‌ی انگلستانی RemoveDEBRIS زباله‌ای فضایی تولید کرد و سپس موفق شد با بهره مندی از تاور غول پیکری که در آن تعبیه شده بود، زباله را پاکسازی کند. این نمایش نشان داد که ایده‌ای ساده مثل استفاده از یک تور عظیم می تواند برای پاکسازی همه‌ی زباله های فضایی که به دور کره‌ی زمین می چرخند موثر واقع شود.

ماهواره‌ی RemoveDEBRIS به منظور بررسی روش های متعدد برای پاکسازی پس ماند های فضایی ساخته شده. موضوعی که از زمان ورود بشریت به فضا روز به روز نگران کننده تر می شود. هزاران شی‌ء مرده و غیر قابل کنترل شامل ماهواره های از کار افتاده و قطعات اضافه‌ی فضاپیما ها به دور کره‌ی زمین می چرخند. همه‌ی این پس ماند ها با سرعتی بسیار بالا حتی تا ۱۷ هزار مایل بر ساعت که حدودا معادل است با ۲۷۳۶۰ کیلومتر بر ساعت به دور زمین در حال حرکت هستند. هرچه تعداد این زباله ها بیشتر شود، خطر احتمالی برای فضاپیما هایی که در آینده قرار است از مدار زمین خارج شوند هم بالا می رود.

شبکه‌ی نظارت فضایی ایالات متحده در حال بررسی نزدیک به ۸۰۰۰ شی‌ء هستند که به دور زمین می چرخند. این بررسی توسط آنتن هایی که روی زمین مستقر شده‌اند صورت می پذیرد. این بررسی ها به منظور محاسبه‌ی احتمال برخورد دو شی‌ء بزرگ به یکدیگر انجام می پذیرد. بسیاری از مهندسین در حال کار روی روش هایی هستند که بتوانند با استفاده از آن از تعداد بالای پس ماند های فضایی کم کنند تا احتمال این برخورد ها کاهش یابد. اما از آنجایی که این اشیاء با سرعت بسیار بالایی در حرکتند، کار سختی پیش روی این مهندسین قرار دارد. چرا که به خاطر سرعت بالای حرکت پس ماند های فضایی، جمع آوری آن ها بدون ایجاد زباله های بیشتر ریسک بالایی دارد. بسیاری از دانشمندان این حوزه روش هایی نو آورانه ارائه داده‌اند. نظیر استفاده از لیزر های فضایی برای بالا بردن دما و حتی ذوب کردن اشیا یا استفاده از سیم های الکترونیکی برای خارج کردن زباله ها از مدار.

ماهواره‌ی RemoveDEBRIS توسط Surrey Space Centre در دانشگاه Surrey ساخته شده و هدفش بررسی روش های ساده تر برای رهایی از شر پس ماند های فضاییست. در کنار آزمایشی که همراه با توری عظیم انجام شد، این ماهواره همچنین به یک نیزه‌ی عظیم یا هارپون مجهز شده که می تواند زباله های فضایی را اصطلاحا به سیخ بکشد. همچنین RemoveDEBRIS از بادبانی بهره می برد که می تواند سرعت پس ماند های فضایی را کاهش دهد تا زودتر به سمت زمین سقوط کنند. در ابتدا هدف این است که شدنی بودن یا نشدنی بودن روش های مختلف بررسی و در صورت مناسب بودن روش ها، وارد فاز عملیاتی شوند. گولیمو آگلیتی مدیر ارشد مرکز فضایی Surrey و محقق اصلی پروژه‌ی RemoveDEBRIS در این باره می گوید:

فکر کردیم استفاده از تکنولوژی هایی نظیر هارپون یا تور تا حد قابل توجهی هزینه های کمتری دارند. اگر بتوانیم تکنولوژی هایی که به صرفه هستند را ایجاد کنیم، احتمال بیشتری برای موفق شدن در این امر وجود خواهد داشت.

ماهواره‌ی RemoveDEBRIS فروردین ماه امسال به پایگاه فضایی بین المللی ارسال شد. سپس در خرداد ماه با اضافه شدن به Nanoracks Kaber Microsatellite Deployer در فضا مشغول به انجام ماموریت های خود شد. از آن زمان این ماهواره‌ی بریتانیایی در مدار در حرکت است و هفته‌ی گذشته بود که اولین فاز از ماموریت هایش را آغاز کرد.

ایده‌ای که پشت استفاده از تور قرار دارد بسیار ساده است. دریافت پس ماند های فضایی و انتقالشان به زمین تا سوزانده شوند. برای بررسی شدنی بودن این ایده، ماهواره‌ی RemoveDEBRIS به ماهواره‌ای کوچک به نام CubeSat مجهز شده که روز یکشنبه به فضا اعزام شد. این ماهواره‌ی کوچک کمی از ماهواره‌ی اصلی فاصله گرفت و سپس یک بالون را -برای بزرگتر شدن اندازه‌اش- باد کرد (این اتفاق برای شبیه سازی زباله‌ای واقعی تر و بزرگتر انجام شد). سپس RemoveDEBRIS وقتی در فاصله‌ای ۲۰ پایی از CubeSat قرار گرفت، تور غول پیکر خود را شلیک کرد تا بتواند زباله‌ی شبیه سازی شده را دریافت کند. در لبه های این تور بزرگ، توده‌ های حجیمی وجود دارند که به دور CubeSat می پیچند تا پس ماند شبیه سازی شده از تور رهایی نیابد.

به نظر می رسد در یکی دو ماه آینده CubeSat سقوطش به زمین تکمیل شود. اما اگر در آینده قرار باشد از این روش استفاده شود، تور مورد استفاده باید به نحوی طراحی شده باشد که مانند یک یدک کش بتواند پس ماند های فضایی را به زمین بیاورد. آگلیتی در این باره می گوید:

بعد از اینکه چیزی را با تور گرفتید، باید آن را تا اتسمفر زمین بکشید. ما فقط به آزمایش تور می پردازیم. نه کشیدن زباله ها تا اتسمفر.

به هر ترتیب ماهواره‌ی Remove Debris در آینده به دنبال راه های مناسبی برای کشیدن زباله ها به زمین خواهد بود. این آزمایش با چیزی شبیه به بادبان انجام می شود که طوری طراحی شده تا بتواند سرعت اشیاء را در مدار زمین کاهش دهد. در مدار هنوز اجزای بسیار ریزی از اتمسفر وجود دارند که این زباله ها را بمباران می کنند و با خارج کردن آن ها از مدار، آن ها را به زمین می کشد. بنابراین هر شیء که سطح بزرگتری داشته باشد، احتمال تاثیر پذیرفتنش از این اجزای ریز بیشتر می شود. بنابراین افزایش سطح فضاپیما با این بادبان ها باعث می شود آن ها زودتر به سطح زمین سقوط کنند.

در ماه های آینده RemoveDebris بادبانی کوچک را به همین منظور شلیک خواهد کرد تا ماهواره را از مدار خارج کند. اما قبل از انجام این مورد، این فضاپیما ابتدا به آزمایش هارپون یا نیزه‌ی غول پیکر خود خواهد پرداخت. به زودی این ماهواره‌ی بریتانیایی یک شیء مسطح را از خود جدا خواهد کرد تا بتواند نیزه‌اش را تست کند. این آزمایش به منظور شبیه سازی جمع آوری زباله هایی مسطح تر در فضا انجام خواهد شد.

علاوه بر این، ماهواره‌ی RemoveDebris به دوربین هایی خاص و تکنولوژی LIDAR مجهز شده که می توانند از پس ماند های فضایی عکس برداری کنند و در امر جهت یابی یاری رسان این ماهواره باشند. همه‌ی این کار ها برای این است تا نشان داده شود که آیا این ابزار می توانند برای جمع آوری پس ماند های فضایی مفید واقع شوند یا خیر.

موضوع مهم اینجاست که این ماهواره ها در صورت موفق بودن در آزمایشات، برای جمع آوری زباله هایی که با سرعت بالایی در حال چرخش هستند نیازمند راننده خواهند بود. اما آگلیتی امیدوار است که RemoveDebris بتواند در این امر موفق ظاهر شود و نشان دهد این روش امکان عملیاتی شدن دارد:

اگر این شبیه سازی ها با موفقیت انجام شوند، اطلاعات زیادی به دست خواهیم آورد. ماموریت بعد این است که بتوانیم یک زباله‌ی واقعی را پاکسازی کنیم. ما فکر می کنیم این عملیات گام مهمی برای اثبات این موضوع است که ساخت ماهواره هایی برای جمع آوری زباله های فضایی قابل اعتماد خواهد بود.