Ruimteschroot dreigt! Het Würzburg-team ontwikkelt innovatieve satellietoplossing

Ruimteschroot dreigt! Het Würzburg-team ontwikkelt innovatieve satellietoplossing

De gevaren van ruimteschroot worden steeds belangrijker, vooral voor de functionaliteit van de internationale ruimtevaart. De focus ligt op oude satellieten en puin, die botsingsrisico's opleveren voor zowel actieve ruimtevaartuigen als de bemanning van het International Space Station (ISS). Een internationaal onderzoeksteam, gecoördineerd door de Universiteit van Würzburg en de Technische Universiteit van Berlijn, werkt aan een veelbelovend project om deze uitdaging aan te pakken. Onder de projectnaam “gEICko: Gecko based Innovative Capture Kit for uncooperative and unprepared Orbital assets” wordt een satelliet ontwikkeld die specifiek bedoeld is om ruimteschroot te verwijderen. De Europese Unie heeft in het kader van de EIC Pathfinder een financiering van vier miljoen euro beschikbaar gesteld, waarvan bijna 700.000 euro bestemd is voor Würzburg.

Het probleem is explosief: er circuleren ruim 50.000 schrootobjecten met een diameter van minstens tien centimeter in de baan van de aarde, en hun aantal groeit voortdurend, onder meer als gevolg van botsingen en explosies. Om toekomstige botsingen te voorkomen heeft het ISS al meerdere keren ontwijkingsmanoeuvres moeten uitvoeren. De huidige technologie heeft tot doel efficiënt te communiceren met deze niet-coöperatieve objecten via een nieuw dockingsysteem, wat nog niet is gerealiseerd. De complexiteit van deze operaties neemt toe met de grootte en baan van de doelobjecten.

Innovatieve oplossingen door Gecko-technologie

De oplossing waar het onderzoeksteam naar streeft is gebaseerd op het kleefprincipe van gekkopootjes. Deze dieren gebruiken miljarden fijne haartjes om zich aan verticale en gladde oppervlakken te hechten. Er is een dockingsysteem voor de satelliet ontworpen met behulp van speciaal gekkomateriaal dat aan het contactoppervlak van de satelliet is bevestigd. Deze materialen maken gebruik van van der Waals-krachten, die zelfs zonder elektrische lading hechting mogelijk maken. De satelliet, ook wel een ‘chaser’ genoemd, koppelt zich aan de doelobjecten en kan specifiek hun banen veranderen, zodat ze uit de baan van de aarde kunnen worden verwijderd.

Daarnaast is het de bedoeling dat de Gecko-satelliet ook werkende satellieten kan bereiken om onderhoudswerkzaamheden uit te voeren. Dit zou de levensduur van bestaande technologieën kunnen helpen verlengen en tegelijkertijd de verspilling in de ruimte tot een minimum kunnen beperken. Er wordt gebruik gemaakt van speciale touwen en boorapparatuur geïnspireerd op de houtwesp om de efficiëntie van de werkzaamheden te garanderen.

De rol van CubeSats en marktvoorspellingen

Parallel aan deze ontwikkelingen laat de CubeSat-industrie opmerkelijke groeicijfers zien. Er zijn de afgelopen vijf jaar ongeveer 200 nieuwe bedrijven opgericht en de Europese markt voor CubeSats zal tegen 2033 groeien tot 35,4 miljard dollar, bij een CAGR van 12%. De modulaire ontwerpen en integratie van nieuwe technologieën zoals kwantumsensoren en hypersonische voortstuwing zorgen voor een revolutie in de mogelijkheden in de ruimtevaart.

Het toenemende belang van CubeSats komt tot uiting in verschillende trends die de ruimtevaartindustrie een impuls geven. De diversificatie van toepassingen op gebieden als energiemonitoring en defensie wordt ondersteund door EU-financieringsprogramma's en particuliere investeringen in startups. Ontwikkelingen in de CubeSat-technologie kunnen ook een positieve impact hebben op projecten zoals het gEICko-initiatief door kosteneffectieve en innovatieve benaderingen te bevorderen.

Prof. Dr. Enrico Stoll, een vooraanstaand wetenschapper bij het project, werkt al tien jaar aan het lijmprincipe dat nu op deze technologie wordt toegepast. Het doel is om tegen het einde van de driejarige financieringsperiode een functioneel prototype van het dockingmechanisme te ontwikkelen, met een optimistische voorspelling voor de inzet van de Gecko-satellieten over ongeveer tien jaar.

Pogingen om ruimtepuin op te ruimen zijn niet alleen innovatief, maar ook dringend nodig om de veiligheid van huidige en toekomstige ruimtevaartuigen te garanderen. De uitdaging blijft groot, maar de vooruitgang die wordt geboekt via projecten als “gEICko” zou cruciaal kunnen zijn voor de toekomst van de ruimteverkenning.

Voor meer informatie zie Universiteit van Würzburg, scinexx En redactie.