Na vysloužilé družice magnetickým tahačem

Vysloužilé družice mohou být v budoucnosti zachyceny a z klíčových oběžných drah odstraňovány s pomocí speciálního tahače, který využije magnetickou sílu. Stejná magnetická přitažlivá nebo odpudivá síla je přitom zvažovaná jako bezpečná metoda pro udržování většího množství družic při letu ve formaci. Podobné formace jsou zvažovány pro budoucí astronomické aplikace nebo mise dálkového průzkumu Země: pokud jejich vzájemná poloha může zůstat stabilní, pak mohou fungovat jako jeden velký teleskop nebo jiný přístroj.

Aby bylo možné se efektivně vypořádat s problematikou kosmického smetí, hledají se cesty, jak odstranit z oběžných drah celé vysloužilé družice. Největší výzvu představuje zachycení a zajištění těchto neřízených a rychle rotujících objektů, které mají hmotnost několika tun.

Řeší se různé techniky jako je třeba použití robotických manipulátorů, sítí nebo harpun. Nyní ale přišel výzkumník Emilien FabacherISAE (Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace) při Toulouské univerzitě ve Francii s nápadem využití další metodu: magnetické zachycení.

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:   Vesmírná čerpací stanice pro satelity se stává skutečností

„Pokud jde o družici určenou k likvidaci, tak je mnohem lepší, když můžeme zůstat v bezpečné vzdálenosti. Tedy bez potřeby přímého kontaktu nebo riskování poškození stíhací či stíhané družice,“ vysvětluje Emilien Fabacher. „Takže zkoumám myšlenku aplikace magnetických sil na zachycení nebo odklonění cílové družice, na změnu její dráhy nebo rovnou na její nasměrování do hustých vrstev atmosféry.“

Cílové družice pro podobné mise nemusí být předem jakkoliv speciálně vybavené. Dokonce může specializovaný „tahač“ využít jejich magnetické torzní tyče: spolehlivé elektromagnety, které jsou k dispozici na palubě a které bývají používané pro správnou orientaci v magnetickém poli Země. „Jde o zcela standardní vybavení mnoha družic na nízkých oběžných drahách.“

Silné magnetické pole, které musí tahač vytvořit, může být generováno za pomoci supravodičů chlazených na kryogenní teploty. Jak podotýká specialista ESA na setkávací manévry a spojování těles Finn Ankersen, tak podobná technologie může dovolit lety několika družic v přesné formaci.

„Podobný způsob bezkontaktního využití magnetů může pracovat na vzdálenosti 10 až 15 metrů. Nabídne přitom poziční přesnost plus mínus 10 centimetrů a úhlovou plus mínus jeden nebo dva stupně.“

V rámci své doktorandské práce Emilien Fabacher zkoumal, jak výsledné řídicí a navigační techniky mohou fungovat v praxi, kombinoval simulátor setkávání s magnetickými interakčními modely a také bral v úvahu neustále se proměňující stav vlastní magnetosféry Země.

Jeho výzkum byl podpořen v rámci iniciativy ESA Networking/Partnering, která podporuje práci prováděnou univerzitami a výzkumnými institucemi v oblasti pokročilých technologií s potenciálem aplikace v kosmických aktivitách. Emilien Fabacher také navštívil technické středisko ESA v Nizozemí, kde své závěry konzultoval s odborníky ESA.

Emilien Fabacher připomíná, že koncept původně vzešel z diskuse s experty ESA a že byl prostě náhodou na správném místě ve správný čas, aby prověřil jeho proveditelnost: „První překvapení bylo, že je něco podobného teoreticky vůbec možné. Nejprve jsme si nebyli jisti, ale ukazuje se, že tentokrát je fyzika na naší straně.“

Zdroj: ESA, foto: Philippe Ogaki, ESA 2002; Illustration by Medialab, Emilien Fabacher/ISAE-Supaero