Εγκατάσταση ουρών σε δορυφόρους για να αποφευχθεί η σπατάλη χώρου

Το LEO ήταν ήδη σχετικά γεμάτο όταν μόνο οι μεγάλοι παίκτες εκτόξευαν δορυφόρους, αλλά καθώς η πρόσβαση στο διάστημα έγινε φθηνότερη, όλο και περισσότερα κομμάτια υλικού άρχισαν να γυρίζουν. Μόνο η SpaceX έχει εκτοξεύσει σχεδόν 1.800 μεμονωμένους δορυφόρους ως μέρος του δικτύου Starlink από το 2019 και θα μπορούσε να φτάσει επιπλέον τους 40.000 τις επόμενες δεκαετίες. Ούτε αυτοί είναι μόνοι. Ενώ οι φιλοδοξίες τους μπορεί να μην είναι τόσο μεγάλες, εταιρείες όπως η Amazon και η Samsung έχουν ανακοινώσει σχέδια για τη δημιουργία των δικών τους «μεγάλων συστάδων αστέρων» στο εγγύς μέλλον.

Τουλάχιστον στα χαρτιά, υπάρχει άφθονος χώρος για όλους. Τι γίνεται όμως όταν τα πράγματα πάνε στραβά; Εάν ο δορυφόρος αποτύχει και δεν ανταποκριθεί, δεν θα είναι πλέον σε θέση να ελιχτεί για να εξέλθει από στενές κλήσεις με άλλα αντικείμενα σε τροχιά. Αυτό είναι ένα ιδιαίτερα ανησυχητικό σενάριο γιατί δεν είναι όλα στην τροχιά της Γης την ικανότητα να κινούνται πρώτα απ ‘όλα. Εάν δύο από αυτά τα ανεξέλεγκτα σώματα βρεθούν σε πορεία σύγκρουσης, δεν μπορούμε να κάνουμε τίποτα στη Γη παρά να προσέχουμε το καλύτερο και να ελπίζουμε για το καλύτερο. Η επίδραση που προκαλείται από την υψηλή ταχύτητα μπορεί να προκαλέσει ιπτάμενα θραύσματα και συντρίμμια Για εκατοντάδες ή και χιλιάδες χιλιόμετρα και στις τρεις διαστάσεις, δημιουργώντας μια πολύ επικίνδυνη κατάσταση για άλλα οχήματα.

Ένας τρόπος για να μετριάσετε το πρόβλημα είναι να σχεδιάσετε δορυφόρους με τέτοιο τρόπο ώστε να εισέρχονται γρήγορα στην ατμόσφαιρα της Γης και να καίγονται στο τέλος της αποστολής τους. Στην ιδανική περίπτωση, η δράση deorbit μπορεί να ενεργοποιηθεί αυτόματα εάν το όχημα δεν ανταποκρίνεται ή υποστεί κάποια σοβαρή δυσλειτουργία. Φυσικά, για να προωθηθεί η όσο το δυνατόν ευρύτερη υιοθέτηση, ένα τέτοιο σύστημα πρέπει να είναι φθηνό, ελαφρύ, εύκολο να ενσωματωθεί σε αυθαίρετα σχέδια διαστημικών σκαφών και όσο το δυνατόν πιο αξιόπιστο. Είναι σίγουρα δύσκολο.

Maybeσως όμως όχι ακατόρθωτο. Η Millennium Space Systems Corporation της Boeing ανακοίνωσε πρόσφατα ότι το ανακοίνωσε Με επιτυχία αναπτύχθηκε μια πολλά υποσχόμενη συσκευή αποστράγγισης που αναπτύχθηκε από την Tethers UnlimitedΤο Η συνδυασμένη μονάδα, γνωστή ως ράβδος τερματισμού, έχει σχεδιαστεί για να επιβραδύνει γρήγορα έναν δορυφόρο σε τροχιά αυξάνοντας την ποσότητα έλξης που βιώνει στην εξασθενημένη ανώτερη ατμόσφαιρα.

READ  Δείτε ένα "νέο" Nova ή αστέρι. Το V1405 Cas είναι πλέον ορατό στο μάτι | χώρος

πραγματικός διαστημικός αγώνας

Εκτοξεύτηκε στο διάστημα με πύραυλο Rocket Lab Electron στις 20 Νοεμβρίου 2020, Η αποστολή DRAGRACER του διαστημικού συστήματος Millennium Αποτελείται από δύο πανομοιότυπα CubeSats που εκτοξεύθηκαν ταυτόχρονα σε τροχιά 400 χλμ (250 μίλια) πάνω από τη Γη. Η μόνη διαφορά μεταξύ των δύο δορυφόρων ήταν ότι ο ένας από αυτούς ονομάζεται χημεία, με μια ταινία Terminator. Ο άλλος δορυφόρος αναφέρεται ως Oguri, δεν είχε ικανότητα ενεργητικής απορρόφησης και χρησίμευσε ως έλεγχος ελέγχου για το πείραμα.

Μόλις τα δύο οχήματα βρεθούν με ασφάλεια σε τροχιά, χημεία Ξεβιδώστε το σφιχτά συσκευασμένο αγώγιμο καλώδιο 70 m (230 ft) αποθηκευμένο μέσα σε μια μονάδα ταινίας Terminator 180 mm x 180 mm x 18 mm. Με το σχοινί να επιβραδύνεται, αυτό εκτιμήθηκε αρχικά χημεία Τα πιο πυκνά μέρη της ατμόσφαιρας της Γης θα χτυπήσουν και θα καούν μέσα σε 45 ημέρεςΤο

Στοιβάζονται διπλοί δορυφόροι χωρισμένοι σε τροχιά.

Τελικά, το σκάφος εξοπλισμένο με Terminator χρειάστηκε περίπου οκτώ μήνες για να καθαριστεί παθητικά. Αυτό είναι πολύ μεγαλύτερο από την εκτίμηση πριν από την αποστολή, αλλά σε μια συνέχεια παρουσίασης κατά τη διάρκεια του εικονικού συνεδρίου SmallSat, ο Πρόεδρος του Tethers Unlimited Rob Hoyt είπε ότι η ομάδα είναι ακόμα Συλλέξτε δεδομένα για να βελτιώσετε τις προβλέψεις τους σχετικά με τα ποσοστά απομάκρυνσης δορυφορικής τροχιάςΤο για ένα πράγμα, χημεία Ταν το πρώτο διαστημικό σκάφος που ανέπτυξε το σχοινί αρκετά χαμηλά ώστε να επανέλθει στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα, οπότε αυτό ήταν ουσιαστικά αχαρτογράφητη περιοχή. Ο Hoyt εξήγησε επίσης ότι η αποτελεσματικότητα του συνδέσμου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις τρέχουσες ηλιακές συνθήκες, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον προσδιορισμό του πόσο θα επιβραδύνει το σκάφος μέχρι να αναπτυχθεί πραγματικά και να αρχίσουν να φτάνουν δεδομένα από τον πραγματικό κόσμο.

Ωστόσο, οκτώ μήνες δεν είναι τίποτα σε σύγκριση με το χρόνο Oguri Θα περάσετε στο διάστημα. Δεδομένης της τρέχουσας ταχύτητας και υψομέτρου, εκτιμάται ότι το ελεγχόμενο CubeSat δεν θα επανέλθει στην ατμόσφαιρα το νωρίτερο μέχρι το 2028. Ενώ η ομάδα πρέπει σαφώς να βελτιώσει τα μοντέλα της για να εκτιμήσει τα χρονικά πλαίσια για απο-τροχιά, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η ταινία τερματισμού είναι ικανή να μειώσει σημαντικά την ταχύτητα ενός δορυφόρου σε τροχιά.

READ  Ο ειδικός για τις ασθένειες των «διαφορετικών φυτών» λέει ότι δεν εμβολιάστηκε

Καλλιέργεια ουράς

Ρίξτε μια ματιά στον παραδοσιακό σας δορυφόρο και είναι σαφές ότι η ατμοσφαιρική αντίσταση δεν απασχόλησε ιδιαίτερα τον σχεδιαστή. Παρά τους μεγάλους ηλιακούς συλλέκτες, τις τυχαία τοποθετημένες παραβολικές κεραίες και τη γενική ασυμμετρία, η μεταφορά που μεταφέρεται στα περισσότερα διαστημόπλοια είναι τόσο ελάχιστη που μια τυχαία εκτόξευση πυραύλου είναι αρκετή για να αντισταθμίσει. Ακόμη και ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός, το μεγαλύτερο και πιο δύσκολο όχημα που έχει βάλει ποτέ στο διάστημα η ανθρωπότητα, πέφτει μόνο μεταξύ δύο και τριών χιλιομέτρων το μήνα. Όπως θα περιμένατε, το φαινόμενο μειώνεται με το αυξανόμενο υψόμετρο, πράγμα που σημαίνει ότι ορισμένοι δορυφόροι, όπως ο Vanguard 1, που εκτοξεύτηκε το 1958, αναμένεται να παραμείνουν σε τροχιά για εκατοντάδες χρόνια.

Η ταινία Terminator λειτουργεί, τουλάχιστον εν μέρει, αυξάνοντας σημαντικά την επιφάνεια ενός δορυφόρου. Δεδομένου ότι το κοινό 3U CubeSat έχει μήκος μόνο 30 εκατοστά, το άνοιγμα του σχοινιού 70m x 150mm θα αυξήσει τη συνολική του επιφάνεια κατά 150 περίπου. Η τροχιακή ταχύτητα αρκεί να βρίσκεται σε αρκετά χαμηλό υψόμετρο για να εξακολουθεί να υφίσταται σημαντική αντίσταση στην ατμόσφαιρα.

Αλλά δεν είναι μόνο η αυξημένη επιφάνεια που θα βοηθήσει στην ανατροπή του διαστημικού σκάφους. Το φορτίο συσσωρεύεται μέσα στο αγώγιμο υλικό σχοινιού καθώς κινείται μέσα από το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί ηλεκτρομαγνητική έλξη στο σύστημα μέσω της δύναμης του Λόρεντς. Το σχοινί θα λειτουργούσε ουσιαστικά ως ανάδρομη ώθηση χωρίς ώθηση, τραβώντας συνεχώς το διαστημόπλοιο και του στερούσε την ορμή. Αυτή η ιδιότητα σχοινιού είναι ιδιαίτερα σημαντική για οχήματα σε μεγαλύτερα υψόμετρα, όπου η ατμοσφαιρική αντίσταση από μόνη της μπορεί να είναι πολύ αδύναμη για να επιδράσει.

σύρετε ως υπηρεσία

Για να προσθέσετε μια γραμμή Terminator σε ένα υπάρχον διαστημόπλοιο, πρέπει να υπάρχει αρκετός επίπεδος χώρος για να εγκαταστήσετε το τετράγωνο τουλάχιστον 180mm και τα 808gm που διατίθενται στον προϋπολογισμό μπλοκ. Δεν έχει σημασία ούτε η όψη του οχήματος στο οποίο το συνδέετε ή η κατεύθυνση που βρίσκεται το όχημα τη στιγμή της ανάπτυξης, η φυσική θα τα χειριστεί όλα αυτά.

READ  Ο μαύρος επιστήμονας ήταν πρώιμος ερευνητής της τζιτζίκας. Το έργο του έχει παραβλεφθεί κυρίως: NPR

Ως σχεδιαστής ενός διαστημικού σκάφους, το μόνο πράγμα που πραγματικά χρειάζεται να απασχολήσετε είναι να του δώσετε ένα σήμα έγκαιρης ενεργοποίησης. Σύμφωνα με το φύλλο δεδομένων Αυτό σημαίνει εφαρμογή 9 VDC στον ενεργοποιητή κράματος μνήμης σχήματος της μονάδας (SMA) για 30 δευτερόλεπτα, κατά τη διάρκεια του οποίου η θερμική συσκευή θα τραβήξει περίπου 1,9 αμπέρ. Όταν χρησιμοποιείτε τη μικρότερη έκδοση του καλωδίου, απαιτούνται μόνο 300mA σε 3V DC. Είτε έτσι είτε αλλιώς, η εκκίνηση της συσκευής στο τέλος μιας συμβολικής εργασίας θα απαιτήσει λίγο περισσότερο από μια δωρεάν καρφίτσα GPIO στον υπολογιστή του αυτοκινήτου και ένα MOSFET.

Δύο μοντέλα Terminator Tape που προσφέρονται αυτήν τη στιγμή από την Tethers Unlimited.

Θα ήταν επίσης συνετό για τους σχεδιαστές να εφαρμόσουν ένα δευτερεύον και αυτόματο σήμα διάχυσης σε περίπτωση βλάβης του οχήματος. Αυτό μπορεί να λάβει τη μορφή μιας αποκλειστικής μπαταρίας, ηλιακής κυψέλης και κυκλώματος ικανά να παρέχουν το σήμα ενεργοποίησης μετά από συγκεκριμένο χρονικό διάστημα ανεξάρτητα από την κατάσταση του οχήματος. Για αποστολές με σχετικά μικρή διάρκεια ζωής, αυτό το σύστημα έκτακτης ανάγκης μπορεί να λειτουργήσει σε κύρια κύτταρα μεγάλης διάρκειας.

Στο μέλλον, ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να μην χρειάζεται καν ενέργεια για να ενεργοποιηθεί. Στο πλαίσιο της αυξανόμενης πρωτοβουλίας «Design to Transcend» στον κλάδο των αερομεταφορών, αναζητείται στο Υλικά και κόλλες που υποβαθμίζονται προβλέψιμα Με βάση το χρόνο ή εξωτερικούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία και η έκθεση στο ηλιακό φως. Τελικά, μπορεί να δούμε ένα σχοινί να αναπτύσσεται αυτόματα μόλις το κάλυμμα του χαλάσει λόγω του διαστημικού περιβάλλοντος. Ένας ανεξάρτητος και αποτελεσματικός θεριζοαλωνιστικός μηχανισμός που εξασφαλίζει ότι κανένας δορυφόρος δεν μένει περισσότερο από όσο χρειάζεται.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *