Żagle słoneczne zwiększają bezpieczeństwo w przestrzeni kosmicznej
Z ostatnich badań wynika, że prawdopodobieństwo zderzenia się statku kosmicznego z odłamkami kosmicznymi rośnie. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest dawna praktyka porzucania statków kosmicznych i górnych stopni rakiet po zakończeniu misji, w wyniku której na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) znajduje się 5500 ton odłamków kosmicznych. Operatorzy systemów kosmicznych muszą podjąć odpowiednie kroki, by chronić przestrzeń kosmiczną, a zwłaszcza obszar LEO — do 2000 km nad powierzchnią Ziemi. Europejski kodeks postępowania na rzecz zmniejszania ilości odłamków kosmicznych wymaga usuwania satelitów w chronionym obszarze LEO poprzez niszczące wejście w atmosferę w ciągu 25 lat od zakończenia ich eksploatacji. Projekt DEORBIT SAIL (De-Orbiting of Satellites using Solar Sails) zapewnił tanie i skuteczne rozwiązanie tego problemu. W ramach projektu zademonstrowano, że sprowadzania z orbity można dokonywać przy użyciu "żagla" będącego częścią wyposażenia 3U CubeSat, mikrosatelity wykorzystywanego do badań w przestrzeni kosmicznej. System sprowadzania z orbity transportuje satelitę z dala od zatłoczonych orbit, albo do mniej zapełnionego odłamkami miejsca w przestrzeni kosmicznej, albo z powrotem na Ziemię. W razie powrotu na Ziemię satelita DeOrbitSail obniży orbitę, wskutek oporu powstałego w wyniku otwarcia żagla aerodynamicznego, i spłonie w atmosferze. Partnerzy projektu podkreślili korzyści wynikające z misji charakteryzujących się niską masą w stosunku do wielkości żagla z wykorzystaniem platformy CubeSat, które pozwalają uniknąć kosztów i wyzwań technicznych związanych z projektowaniem dużego statku kosmicznego. Żagiel ma formę kwadratu o wymiarach 4 x 4 m, składającego się z 4 trójkątów wspieranych przez 4 stosunkowo sztywne maszty konstrukcyjne. Maszty, które znajdują się w zasobniku na jednym końcu satelity, otwierane są za pomocą silniczka. Cała konstrukcja satelity mieści się w standardowym pojemniku 3U CubeSat, ISIPOD, i waży niecałe 4 kg. Naukowcy zbudowali i przetestowali oba podsystemy ładunku użytecznego, a mianowicie system wbudowanego żagla oraz system sterowania i kontroli położenia. Po zakończonych pomyślnie testach trójosiowego systemu sterowania, systemu rozkładania masztów i dużych żagli słonecznych, zespół zajął się projektowaniem modelu latającego. Satelita, którego z powodzeniem wystrzelono 10 lipca 2015, jest w dobrym stanie, w trybie bezpiecznej mocy i pozostaje w kontakcie ze stacją naziemną za sprawą specjalnego oprogramowania radiowego. 15 sierpnia podjęto pierwszą nieudaną próbę otwarcia żagla. Dziś, po dokładnej analizie, przyjmuje się najbardziej prawdopodobną hipotezę, zgodnie z którą nastąpiło fizyczne rozłączenie przewodów silnika. Obecnie celem jest przetestowanie i eksploatacja sprawnych części satelity, a także nabranie pewności co do systemu SU ADCS i większego doświadczenia w jego obsłudze. To samo dotyczy nadajniko-odbiornika ISIS TRXUV i paneli słonecznych, a także stacji naziemnej SSC SDR i narzędzi do obsługi bazy danych, które umożliwią lepszą interakcję zespołu obwodów elektrycznych panelu słonecznego z systemem stabilizacji położenia.
Słowa kluczowe
Żagiel słoneczny, satelita, sprowadzanie z orbity, statek kosmiczny, odłamki kosmiczne, niska orbita okołoziemska
