Τα διαστημικά σκουπίδια απειλούν! Η ομάδα του Würzburg αναπτύσσει καινοτόμα δορυφορική λύση

Τα διαστημικά σκουπίδια απειλούν! Η ομάδα του Würzburg αναπτύσσει καινοτόμα δορυφορική λύση

Οι κίνδυνοι από τα διαστημικά σκουπίδια γίνονται όλο και πιο κρίσιμοι, ειδικά για τη λειτουργικότητα των διεθνών διαστημικών ταξιδιών. Η εστίαση είναι σε παλιούς δορυφόρους και συντρίμμια, τα οποία ενέχουν κινδύνους σύγκρουσης τόσο για τα ενεργά διαστημόπλοια όσο και για το πλήρωμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού (ISS). Μια διεθνής ερευνητική ομάδα που συντονίζεται από το Πανεπιστήμιο του Würzburg και το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου εργάζεται σε ένα πολλά υποσχόμενο έργο για την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης. Με την ονομασία του έργου «gEICko: Καινοτόμο κιτ σύλληψης με βάση το Gecko για μη συνεργάσιμους και απροετοίμαστους τροχιακούς πόρους», αναπτύσσεται ένας δορυφόρος που προορίζεται ειδικά για την αφαίρεση διαστημικών συντριμμιών. Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει παράσχει χρηματοδότηση τεσσάρων εκατομμυρίων ευρώ ως μέρος του EIC Pathfinder, από τα οποία σχεδόν 700.000 ευρώ προορίζονται για το Würzburg.

Το πρόβλημα είναι εκρηκτικό: Υπάρχουν πάνω από 50.000 σκραπ αντικείμενα με διάμετρο τουλάχιστον δέκα εκατοστών που κυκλοφορούν στην τροχιά της Γης και ο αριθμός τους αυξάνεται συνεχώς, μεταξύ άλλων, λόγω συγκρούσεων και εκρήξεων. Προκειμένου να αποφευχθούν μελλοντικές συγκρούσεις, ο ISS χρειάστηκε ήδη αρκετές φορές να πραγματοποιήσει ελιγμούς αποφυγής. Η παρούσα τεχνολογία στοχεύει στην αποτελεσματική αλληλεπίδραση με αυτά τα μη συνεργάσιμα αντικείμενα μέσω ενός νέου συστήματος σύνδεσης, το οποίο δεν έχει ακόμη επιτευχθεί. Η πολυπλοκότητα αυτών των λειτουργιών αυξάνεται με το μέγεθος και την τροχιά των αντικειμένων-στόχων.

Καινοτόμες λύσεις μέσω της τεχνολογίας Gecko

Η λύση στην οποία στοχεύει η ερευνητική ομάδα βασίζεται στην αρχή της κόλλας των ποδιών των γκέκο. Αυτά τα ζώα χρησιμοποιούν δισεκατομμύρια λεπτές τρίχες για να κολλήσουν σε κάθετες και λείες επιφάνειες. Ένα σύστημα σύνδεσης σχεδιάστηκε για τον δορυφόρο χρησιμοποιώντας ειδικά υλικά γκέκο που είναι προσαρτημένα στην επιφάνεια επαφής του δορυφόρου. Αυτά τα υλικά χρησιμοποιούν δυνάμεις van der Waals, οι οποίες επιτρέπουν την πρόσφυση ακόμη και χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Ο δορυφόρος, που ονομάζεται επίσης «κυνηγός», συνδέεται με τα αντικείμενα-στόχους και μπορεί να αλλάξει συγκεκριμένα τις τροχιές τους, ώστε να μπορούν να απομακρυνθούν από την τροχιά της Γης.

Επιπλέον, σχεδιάζεται ότι ο δορυφόρος Gecko θα μπορεί επίσης να προσεγγίζει δορυφόρους εργασίας για να πραγματοποιήσει εργασίες συντήρησης. Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στην παράταση της διάρκειας ζωής των υπαρχουσών τεχνολογιών, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τα απόβλητα στο διάστημα. Χρησιμοποιούνται ειδικά σχοινιά και εξοπλισμός διάτρησης εμπνευσμένοι από τη σφήκα ξύλου για να διασφαλιστεί η αποτελεσματικότητα των εργασιών.

Ο ρόλος του CubeSats και οι προβλέψεις της αγοράς

Παράλληλα με αυτές τις εξελίξεις, η βιομηχανία CubeSat παρουσιάζει αξιοσημείωτους ρυθμούς ανάπτυξης. Περίπου 200 νέες εταιρείες έχουν ιδρυθεί τα τελευταία πέντε χρόνια και η ευρωπαϊκή αγορά για CubeSats θα αυξηθεί στα 35,4 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2033, με CAGR 12%. Οι αρθρωτοί σχεδιασμοί και η ενσωμάτωση νέων τεχνολογιών όπως οι κβαντικοί αισθητήρες και η υπερηχητική πρόωση φέρνουν επανάσταση στις δυνατότητες στα διαστημικά ταξίδια.

Η αυξανόμενη σημασία των CubeSats αντανακλάται σε διάφορες τάσεις που ενισχύουν τη διαστημική βιομηχανία. Η διαφοροποίηση των εφαρμογών σε τομείς όπως η ενεργειακή παρακολούθηση και η άμυνα υποστηρίζεται από χρηματοδοτικά προγράμματα της ΕΕ και ιδιωτικές επενδύσεις σε νεοφυείς επιχειρήσεις. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία CubeSat θα μπορούσαν επίσης να έχουν θετικό αντίκτυπο σε έργα όπως η πρωτοβουλία gEICko, προωθώντας οικονομικά αποδοτικές και καινοτόμες προσεγγίσεις.

Ο Καθ. Δρ. Enrico Stoll, κορυφαίος επιστήμονας στο έργο, εργάζεται για μια δεκαετία πάνω στην αρχή της κόλλας που εφαρμόζεται τώρα σε αυτήν την τεχνολογία. Στόχος είναι να αναπτυχθεί ένα λειτουργικό πρωτότυπο του μηχανισμού ελλιμενισμού μέχρι το τέλος της τριετούς περιόδου χρηματοδότησης, με αισιόδοξη πρόβλεψη για την ανάπτυξη των δορυφόρων Gecko σε περίπου δέκα χρόνια.

Οι προσπάθειες για τον καθαρισμό των διαστημικών απορριμμάτων δεν είναι μόνο καινοτόμες, αλλά και επειγόντως απαραίτητες για τη διασφάλιση της ασφάλειας των σημερινών και μελλοντικών διαστημικών σκαφών. Η πρόκληση παραμένει μεγάλη, αλλά η πρόοδος που σημειώθηκε μέσω έργων όπως το «gEICko» θα μπορούσε να είναι κρίσιμη για το μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος.

Για περισσότερες πληροφορίες βλ Πανεπιστήμιο του Würzburg, scinexx και εκδοτικό άρθρο.