La spazzatura spaziale è un problema crescente. Per decenni abbiamo inviato satelliti in orbita attorno alla Terra. Alcuni di essi si orbitano e si bruciano nell'atmosfera terrestre o si schiantano in superficie. Ma la maggior parte delle cose che inviamo in orbita è ancora lassù.
Questo sta diventando un problema acuto con il passare degli anni e lanciamo sempre più hardware in orbita. Da quando il primo satellite, Sputnik 1, è stato lanciato in orbita nel 1957, oltre 8000 satelliti sono stati messi in orbita. A partire dal 2018, circa 4900 sono ancora in orbita. Circa 3000 di questi non sono operativi. Sono spazzatura spaziale. Il rischio di collisione sta crescendo e gli scienziati stanno lavorando a soluzioni. Il problema si aggraverà nel tempo, poiché le collisioni tra oggetti creano più pezzi di detriti che devono essere affrontati.
Esistono due classificazioni dei sistemi di rimozione della posta indesiderata spaziale: metodi di contatto e metodi senza contatto. I metodi di contatto includono bracci robotici, attacchi e reti. I metodi senza contatto includono laser e raggi ionici. Finora, i metodi senza contatto si sono dimostrati più affidabili. Un team della Tohoku University di Sendai City, in Giappone, e i loro colleghi della Australian National University, stanno sviluppando un metodo contactless unico chiamato il metodo contactless del pastore del fascio ionico.
Esistono due problemi nel puntare i raggi ionici nella spazzatura spaziale e nel dirigerlo verso la Terra. La controforza spinge il satellite fuori posizione. L'altro problema è la massa della spazzatura spaziale stessa. Ci vuole molto potere per dirigerlo innocuo verso la Terra.
Per iniziare, gli scienziati si concentrano sui satelliti nell'orbita terrestre bassa. Questi oggetti tendono ad essere nella gamma da 1 a 2 tonnellate. Secondo lo studio, gli oggetti in questa gamma di massa impiegherebbero circa 80 a 150 giorni per essere disabitati. Sviluppare, costruire e lanciare un satellite abbastanza potente per farlo, con due propulsori separati, è difficile e costoso.
"Se la rimozione dei detriti può essere eseguita da un singolo sistema di propulsione ad alta potenza, sarà di notevole utilità per le future attività spaziali." - Professore associato Kazunori Takahashi, Università di Tohoku, Giappone.
Il team giapponese-australiano sta sviluppando un sistema che risolve questi problemi con una disposizione unica del raggio al plasma bidirezionale. I due raggi possono contrastarsi a vicenda, con uno che mantiene il satellite da pastore in posizione e l'altro che dirige la spazzatura verso la Terra. Un'unica fonte di alimentazione alimenta i due raggi e il satellite punta i raggi come richiesto.
"Se la rimozione dei detriti può essere eseguita da un singolo sistema di propulsione ad alta potenza, sarà di grande utilità per le future attività spaziali", ha dichiarato il professor Kazunori Takahashi della Tohoku University in Giappone, che sta conducendo ricerche sulle nuove tecnologie per rimuovere lo spazio detriti in collaborazione con i colleghi della Australian National University.
Test di laboratorio hanno chiaramente dimostrato che un propulsore al plasma eliconico può rimuovere i detriti spaziali con un singolo sistema di propulsione. Gli esperimenti di laboratorio, i campi magnetici e le iniezioni di gas controllano i pennacchi di plasma dal singolo propulsore di plasma. I test di laboratorio hanno misurato la forza applicata alla spazzatura spaziale simulata. Il sistema ha applicato l'esatta quantità di forza contraria al satellite per mantenerlo in posizione. Il sistema funziona in tre diverse modalità: accelerazione satellitare, decelerazione satellitare e rimozione dei detriti.
"Il propulsore al plasma elicoidale è un sistema senza elettrodi, che gli consente di eseguire lunghe operazioni eseguite ad alto livello di potenza." Takahashi afferma: "Questa scoperta è notevolmente diversa dalle soluzioni esistenti e darà un contributo sostanziale alla futura attività umana sostenibile nello spazio".
- Comunicato stampa dell'Università Tohoku: Propulsore al plasma: nuova tecnologia di rimozione dei detriti spaziali
- Research Paper su Nature.com: dimostrazione di una nuova tecnologia per la rimozione dei detriti spaziali utilizzando un propulsore al plasma bidirezionale
- Voce Wikipedia: Satellite
