1960年代以降、NASAや他の宇宙機関は軌道上にますます多くのものを送ってきました。ロケットの使用済みステージ、使用済みブースター、およびその後使用されなくなった人工衛星の間で、そこに浮かぶ人工物が不足することはありません。時間が経つにつれて、これは、宇宙ゴミの重大な（そして増大する）問題を引き起こし、国際宇宙ステーション（ISS）、アクティブな衛星および宇宙船に深刻な脅威をもたらします。
直径が5 cm（2インチ）から1メートル（1.09ヤード）の範囲にある大きい破片は定期的にNASAや他の宇宙機関によって監視されていますが、小さい破片は検出できません。これらの小さな破片がどれほど一般的であるかを組み合わせると、これにより、サイズが約1ミリメートルの物体が深刻な脅威になります。これに対処するために、ISSはスペースデブリセンサー（SDS）と呼ばれる新しい機器に依存しています。
ステーションの外部に取り付けられたこの較正済みの衝撃センサーは、小規模な宇宙ゴミによる衝撃を監視します。センサーは9月にISSに組み込まれ、今後2〜3年間の影響を監視します。この情報は、軌道デブリ環境の測定と特徴付けに使用され、宇宙機関が追加の対抗策を開発するのに役立ちます。
約1平方メートル（〜10.76ft²）のSDSは、ISSの速度ベクトルに面する外部ペイロードサイトに取り付けられます。センサーは、カプトンの薄い前面層（極端な温度でも安定したポリイミドフィルム）と、その後ろにある15 cm（5.9インチ）の2番目の層で構成されています。この2番目のカプトン層には、音響センサーと抵抗線のグリッドが装備されており、センサーで埋め込まれたバックストップがそれに続きます。
この構成により、センサーは、接触する小さな破片のサイズ、速度、方向、時間、およびエネルギーを測定できます。音響センサーは侵入する衝撃の時間と場所を測定しますが、グリッドは抵抗の変化を測定して、衝撃子のサイズの推定値を提供します。バックストップのセンサーは、インパクターの速度を決定するために使用されるインパクターによって作成された穴も測定します。
このデータは、ニューメキシコのホワイトサンドテスト施設と英国のケント大学で科学者によって検査され、そこで超高速テストが制御された条件下で行われます。ケント大学のSDSの共同研究者および共同研究者の1人であるマークバーシェル博士は、電子メールでSpace Magazineに次のように述べました。
「アイデアは多層デバイスです。各レイヤーを通過するときに時間が得られます。レイヤー内の信号を三角測量することにより、そのレイヤー内の位置を取得します。つまり、2回と位置が速度を与えます… 速度と方向がわかっている場合は、塵の軌道を取得できます。これは、それが深宇宙（自然の塵）からのものであるか、衛星と同じような地球軌道にあるために破片であるかを判断できます。これらはすべて電子的であるため、リアルタイムで行われます。」
このデータは、科学者が衝突のリスクを監視し、宇宙にどのように小規模な破片が存在するかをより正確に推定できるようにすることで、ISSの安全性を向上させます。すでに述べたように、軌道上の大きな破片は定期的に監視されています。これらは、およそ野球のサイズである約20,000個のオブジェクトと、およそ大理石のサイズである追加の50,000個で構成されています。
ただし、SDSは、直径が50ミクロンから1ミリメートルで、数百万のオブジェクトに焦点を当てています。小さいながらも、これらの物体が28,000 km / h（17,500 mph）以上の速度で移動するという事実は、衛星や宇宙船に重大な損傷を引き起こす可能性があることを意味します。 NASAは、これらのオブジェクトとそれらの個体群がリアルタイムでどのように変化しているかを把握できるようになることで、軌道デブリの問題が悪化しているかどうかを判断できるようになります。
がれきの状況がどのようなものであるかを知ることは、それを軽減する方法を見つけることにも本質的です。これは、ISSの運用に関してだけでなく、今後数年間でスペースローンチシステム（SLS）やオリオンカプセルが宇宙に登場する際に役立ちます。 Burchellが追加したように、衝突の可能性とそれらが引き起こす可能性のある損傷の種類を知ることは、特にシールドが関係している場合に、宇宙船の設計に通知するのに役立ちます。
「ハザードがわかったら、将来のミッションの設計を調整して、それらを影響から保護することができます。または、衛星製造業者に将来、より少ない破片を作成する必要があると伝えるときに、より説得力があります」と彼は言った。 「あるいは、あなたが本当にそれが壊れて、小さなmmスケールの破片で地球軌道をシャワーする前に、古い衛星/ジャンクを取り除く必要があるかどうか知っています。」
Jer Chyi Liou博士は、SDSの共同研究者であることに加えて、NASAの軌道デブリの主任科学者であり、ジョンソン宇宙センターの軌道デブリプログラムオフィスのプログラムマネージャーでもあります。彼が電子メールでSpace Magazineに説明したように：
「ミリメートルサイズの軌道破片オブジェクトは、 最も高い侵入リスク 低地球軌道（LEO）で運用中の宇宙船の大多数に。 SDSミッションには2つの目的があります。まず、SDSはISS高度での小さな破片に関する有用なデータを収集します。第2に、ミッションではSDSの機能を実証し、NASAがミッションの機会を求めて、将来的により高いLEO高度でミリメートルサイズのデブリに関する直接測定データを収集できるようにします。 -LEOの将来の宇宙ミッションをより適切に保護するための効果的な緩和策。」
この実験の結果は、スペースシャトルプログラムによって得られた以前の情報に基づいています。シャトルが地球に戻ったとき、エンジニアのチームは衝突を受けたハードウェアを検査して、破片のサイズと衝突速度を決定しました。 SDSはまた、ISSの高度よりも破片から宇宙船へのリスクが高い、より高い高度での将来のミッションのための衝撃センサー技術の実行可能性を検証しています。
