Avaruusromu uhkaa! Würzburgin tiimi kehittää innovatiivista satelliittiratkaisua

Avaruusromu uhkaa! Würzburgin tiimi kehittää innovatiivista satelliittiratkaisua

Avaruusromun vaaroista on tulossa yhä kriittisempiä erityisesti kansainvälisen avaruusmatkailun toimivuuden kannalta. Painopiste on vanhoissa satelliiteissa ja roskissa, jotka aiheuttavat törmäysriskin sekä aktiivisille avaruusaluksille että kansainvälisen avaruusaseman (ISS) miehistölle. Würzburgin yliopiston ja Berliinin teknillisen yliopiston koordinoima kansainvälinen tutkimusryhmä työskentelee lupaavan hankkeen parissa vastatakseen tähän haasteeseen. Projektinimellä "gEICko: Gecko-pohjainen Innovative Capture Kit yhteistyökyvyttömille ja valmistautumattomille Orbital-omaisuuksille" kehitetään satelliittia, joka on tarkoitettu erityisesti avaruusromun poistamiseen. Euroopan unioni on myöntänyt EIC Pathfinder -hankkeeseen rahoitusta neljä miljoonaa euroa, josta lähes 700 000 euroa on varattu Würzburgille.

Ongelma on räjähdysmäinen: Maan kiertoradalla kiertää yli 50 000 halkaisijaltaan vähintään kymmenen senttimetriä olevaa romuesinettä, joiden määrä kasvaa jatkuvasti muun muassa törmäysten ja räjähdysten vuoksi. Tulevien törmäysten välttämiseksi ISS on joutunut suorittamaan väistöliikettä useaan otteeseen. Nykyisellä tekniikalla pyritään tehokkaaseen vuorovaikutukseen näiden yhteistyökyvyttömien kohteiden kanssa uudenlaisen telakointijärjestelmän avulla, jota ei ole vielä saavutettu. Näiden toimintojen monimutkaisuus lisääntyy kohdeobjektien koon ja kiertoradan myötä.

Innovatiivisia ratkaisuja Gecko-teknologian avulla

Tutkimusryhmän tavoittelema ratkaisu perustuu gekon jalkojen liimausperiaatteeseen. Nämä eläimet käyttävät miljardeja hienoja karvoja kiinnittyessään pystysuoraan ja sileään pintaan. Satelliitille suunniteltiin telakointijärjestelmä käyttämällä erityisiä gekkomateriaaleja, jotka oli kiinnitetty satelliitin kosketuspintaan. Näissä materiaaleissa käytetään van der Waalsin voimia, jotka mahdollistavat tarttumisen myös ilman sähkövarausta. Satelliitti, jota kutsutaan myös "chaseriksi", telakoituu kohdeobjektien kanssa ja voi erityisesti muuttaa niiden kiertoradat, jotta ne voidaan poistaa Maan kiertoradalta.

Lisäksi on suunniteltu, että Gecko-satelliitti tavoittaa myös toimivat satelliitit huoltotöitä varten. Tämä voisi auttaa pidentämään olemassa olevien teknologioiden käyttöikää ja minimoimaan avaruudessa syntyvän jätteen. Toiminnan tehokkuuden varmistamiseksi käytetään puuampiaisen inspiroimia erikoisköysiä ja porauslaitteita.

CubeSatsin rooli ja markkinaennusteet

Samanaikaisesti tämän kehityksen kanssa CubeSat-teollisuus osoittaa huomattavaa kasvua. Noin 200 uutta yritystä on perustettu viimeisen viiden vuoden aikana, ja Euroopan CubeSats-markkinat kasvavat 35,4 miljardiin dollariin vuoteen 2033 mennessä, ja CAGR on 12 %. Modulaarinen rakenne ja uusien teknologioiden, kuten kvanttianturien ja hypersonic propulsion, integrointi mullistavat avaruusmatkailun mahdollisuudet.

CubeSatsin kasvava merkitys heijastuu erilaisiin avaruusteollisuutta vauhdittaviin trendeihin. Sovellusten monipuolistamista muun muassa energiaseurannassa ja -puolustuksessa tuetaan EU-rahoitusohjelmilla ja yksityisillä startup-investoinneilla. CubeSat-teknologian kehityksellä voi myös olla myönteinen vaikutus gEICko-aloitteen kaltaisiin hankkeisiin edistämällä kustannustehokkaita ja innovatiivisia lähestymistapoja.

Professori tohtori Enrico Stoll, hankkeen johtava tutkija, on työskennellyt vuosikymmenen ajan liimausperiaatteen parissa, jota nyt sovelletaan tähän tekniikkaan. Tavoitteena on kehittää telakointimekanismin toimiva prototyyppi kolmen vuoden rahoituskauden loppuun mennessä, ja Gecko-satelliittien käyttöönotosta noin kymmenen vuoden kuluttua on ennustettu optimistisesti.

Ponnistelut avaruusjätteiden puhdistamiseksi eivät ole vain innovatiivisia, vaan myös kiireellisiä nykyisten ja tulevien avaruusalusten turvallisuuden varmistamiseksi. Haaste on edelleen suuri, mutta "gEICkon" kaltaisten hankkeiden kautta saavutettu edistys voi olla ratkaisevan tärkeää avaruustutkimuksen tulevaisuuden kannalta.

Katso lisätietoja Würzburgin yliopisto, scinexx ja toimitus.