宇宙飛行のほぼ70年後、スペースデブリはかなり深刻な問題になりました。低地球軌道(LEO)に浮かぶこのジャンクは、使用済みの最初のロケットステージと機能していない衛星で構成されており、国際宇宙ステーションや将来の宇宙打ち上げなどの長期的なミッションに大きな脅威をもたらします。そして、欧州宇宙運用センター(ESOC)のスペースデブリオフィスから発表された数値によると、問題はさらに悪化しています。
さらに、宇宙機関や民間の航空宇宙企業は、今後数年間で衛星や宇宙の生息地を大幅に増やしたいと考えています。そのため、NASAはスペースデブリを除去するための革新的な新しいアイデアの実験を開始しました。これはRemoveDebris宇宙船として知られており、最近ISSから展開されて、一連のActive Debris Removal(ADR)テクノロジーのデモを行っています。
この衛星は、サリーサテライトテクノロジー社とサリー宇宙センター(英国のサリー大学)によって組み立てられ、ヨーロッパの複数の航空宇宙会社による実験が含まれています。側面のサイズは約1メートル(3フィート)、重量は約100 kg(220ポンド)で、これまでISSに配備された最大の衛星です。
RemoveDebris宇宙船の目的は、軌道からのスペースデブリの捕捉と除去におけるデブリネットとモリの効果を実証することです。 SSTLの最高経営責任者であるマーティン・スウィーティング卿は最近の声明でこう述べています:
「低コストの小型衛星ミッションの設計と構築におけるSSTLの専門知識は、地球軌道の宇宙ゴミ除去の新時代を開始するアクティブなデブリ除去ミッションの画期的なテクノロジーのデモンストレーションであるRemoveDEBRISの成功の基礎となっています。」
サリー宇宙センターとSSTLのほかに、RemoveDebris宇宙船の背後にあるコンソーシアムには、世界で2番目に大きい宇宙会社であるエアバスディフェンスアンドスペースが含まれます。宇宙船は、サリー宇宙センターのウェブサイトによると、次のもので構成されています。
「ミッションは、軌道に乗ると2つのCubeSatを人工デブリターゲットとして配置し、いくつかのテクノロジー(ネットキャプチャー、ハープーンキャプチャー、ビジョンベースナビゲーション、ドラッグセール軌道解除)を示すメインサテライトプラットフォーム(約100kg)で構成されます。このプロジェクトは、欧州委員会とプロジェクトパートナーによって共同出資され、英国サリー大学のサリー宇宙センター(SSC)が主導しています。」
デモンストレーションのために、「マザーシップ」は2つのスペースジャンクをシミュレートする2つの立方体を展開します。最初の実験では、CubeSatの1つ(DebrisSat 1と指定)が搭載されたバルーンを膨らませて、より大きなジャンクをシミュレートします。次に、RemoveDebris宇宙船はそのネットを展開してそれを捕らえ、それを地球の大気に導き、そこでネットが解放されます。
DebrisSat 2という名前の2番目のCubeSatは、母艦の追跡および測距レーザー、そのアルゴリズム、およびビジョンベースのナビゲーション技術をテストするために使用されます。周回中の宇宙ゴミを捕獲するモリの能力をテストする3番目の実験は、来年3月に行われる予定です。法的な理由から、銛は実際の衛星ではテストされず、代わりに母艦が標的を端に向けて腕を伸ばすことで構成されます。
銛はテザーで毎秒20メートル(45 mph)で発射され、その精度をテストします。 4月2日にステーションに打ち上げられた後、衛星はステーションのカナダのロボットアームによってISSの日本の「きぼう」ラボモジュールから6月20日に配備されました。サリー宇宙センターの所長であるギジェルモアグリエッティが、宇宙船がISSに打ち上げられる前のSpaceFlight Nowへのインタビューで次のように説明しました。
「破片を捕獲する方法としてのネットは、破片が回転している、または不規則な形状をしている場合でも、ネットで捕獲することは、ロボットアームを使用する場合に比べて比較的リスクが低いため、非常に柔軟なオプションです。 、破片が非常に高速で回転していて、ロボットアームでそれをキャプチャしようとすると、明らかに問題があります。さらに、ロボットアームまたはグリッパーを使用して破片をキャプチャする場合は、破片の一部を壊すことなく破片をつかむことができる場所が必要です。」
現在、正味の実験は2018年9月に予定されており、2番目の実験は10月に予定されています。これらの実験が完了すると、母船はドラッグセールを展開してブレーキ機構として機能します。この拡張可能な帆は、地球の外気の空気分子との衝突を経験し、地球の大気のより密度の高い層に入り、燃焼するまで軌道を徐々に下げます。
この帆は、宇宙船が配備から8週間以内に軌道を離脱することを保証します。この点で、RemoveDebris宇宙船は、スペースデブリの問題に追加せずに取り組むことができることを示します。
最後に、RemoveDebris宇宙船は、軌道の破片の除去を可能な限り単純で費用効果の高いものにするために設計されたいくつかの主要な技術をテストします。 ISSが効果的であると判明した場合、ISSは複数のRemoveDebris宇宙船を受信する可能性があります。その後、ISSを徐々に展開して、ステーションや運用衛星を脅かすより大きな破片を取り除きます。
Conor Brownは、ISSから配備されるMicroSatの増加に対応するために、Kiboラボモジュールに搭載されたKaberシステムを開発した会社、Nanoracks LLCの外部ペイロードマネージャーです。彼が最近の声明で述べたように:
「この画期的なミッションの促進に貢献できたことは素晴らしいことです。 RemoveDebrisは、今後のスペースデブリの管理方法に大きな影響を与える可能性のある、非常にエキサイティングなアクティブなデブリ除去技術を実証しています。このプログラムは、小型衛星の機能がどのように成長し、宇宙ステーションがこの規模のミッションのプラットフォームとして機能できるかを示す優れた例です。私たちは皆、実験の結果を見て、このプロジェクトが今後数年間にもたらす可能性があることに興奮しています。」
RemoveDebris宇宙船に加えて、ISSは最近、スペースデブリを検出するための新しいツールを受け取りました。これは、スペースデブリセンサー(SDS)として知られています。これは、小規模なスペースデブリによって引き起こされる影響を監視するためにステーションの外部に取り付けられた較正済みの影響センサーです。宇宙ゴミをクリーンアップするために設計されたテクノロジーと相まって、改善されたモニタリングは、LEOの商業化(そしておそらく植民地化さえ)を確実に始めることができます。