قامت شركة تدعى Tethers Unlimited بنشر حبل إزالة المدار في اختبار ناجح على القمر الصناعي Prox-1. القمر الصناعي هو واحد من أربعة يحمل الجهاز ، يسمى الشريط المنهي. بدلاً من البقاء في الفضاء لسنوات أو عقود ، وإضافة إلى مشكلة الحطام الفضائي المتزايدة ، تستخدم Prox-1 شريطها المنهي لخفض مدارها ببطء.
الشريط المنهي هو حل منخفض التكلفة لمشكلة إزالة الأقمار الصناعية غير النشطة من المدار. تزدهر صناعة الفضاء الآن ، وهذا يغذي مشكلة الحطام الفضائي المتزايدة. يتم تطوير إرشادات جديدة للتعامل مع المشكلة ، وفي النهاية ، ستكون هناك قيود تحكم عمر القمر الصناعي.
تعمل Tethers Unlimited على تطوير تقنية إزالة المدار الخاصة بها استجابة لهذه الإجراءات.
"إن الإزالة السريعة للأقمار الصناعية الميتة بهذه الطريقة ستساعد على مكافحة مشكلة الحطام الفضائي المتزايدة."
دكتور. روب هوي ، الرئيس التنفيذي لشركة TETHERS بلا حدود
شريط المنهي عبارة عن وحدة خفيفة الوزن صغيرة الحجم - أقل من 1 كيلوجرام - وهي وحدة متصلة بـ CubeSats و NanoSats و Small MicroSats. وبحسب موقع Tethers Unlimited ، فإن بصمته صغيرة ولا يشكل تشغيله أي خطر على تشغيل القمر الصناعي.
يمكن نشر الشريط عن طريق الأمر أو بواسطة المؤقت ، ويتكون من شريط طويل موصل مع خليتين شمسيتين اختياريتين. عند نشره ، فإنه "يولد سحب جزيئي محايد وسحب الكهرومغناطيسية السلبية لتسريع المدار" وفقًا لموقع Tethers Unlimited على الويب.
"يثبت هذا الاختبار الناجح أن هذه التكنولوجيا خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة وسيلة فعالة للبرامج الساتلية لتلبية متطلبات تخفيف الحطام المداري."
الدكتور روب هويت ، الرئيس التنفيذي لشركة Tethers Unlimited
خلال اختبار Prox-1 ، تم استخدام جهاز توقيت مستقل ، وتم نشر شريط طويل بطول 70 مترًا (230 قدمًا) في أوائل سبتمبر 2019. وفقًا لشبكة مراقبة الفضاء الأمريكية ، بدأ Prox-1 على الفور في خفض مداره 24 مرة أسرع من الأقمار الصناعية بدون شريط المنهي.
قال الدكتور "بعد ثلاثة أشهر من الإطلاق ، كما هو مخطط ، أمرت وحدة التوقيت لدينا شريط المنهي بالانتشار ، ويمكننا أن نرى من ملاحظات شبكة مراقبة الفضاء الأمريكية أن القمر الصناعي بدأ على الفور في الدوران أكثر من أربعة وعشرين مرة أسرع". روب هويت ، الرئيس التنفيذي لشركة TUI ، في بيان صحفي. لذا ، بدلاً من البقاء في المدار لمئات السنين. ستساعد إزالة الأقمار الصناعية الميتة بسرعة بهذه الطريقة على مكافحة مشكلة الحطام الفضائي المتزايدة. يثبت هذا الاختبار الناجح أن هذه التكنولوجيا خفيفة الوزن ومنخفضة التكلفة هي وسيلة فعالة للبرامج الساتلية لتلبية متطلبات تخفيف الحطام المداري ".
عندما يتم نشر الشريط المنهي ، تسحبه جاذبية الأرض بإحكام وتراصفه رأسيًا. ثم يعمل الشريط بالتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض والغلاف الأيوني. أثناء انتقاله بسرعة عالية عبر خطوط المجال المغناطيسي للأرض ، يتم إحداث تيار في الشريط. وهي في الأساس تقوم بتحويل الطاقة المدارية للأقمار الصناعية إلى طاقة كهربائية. يعمل الشريط مثل الموصل ويتفاعل تياره الكهربائي مع المجال المغناطيسي لخلق السحب.
عندما ينزل القمر الصناعي نفسه في الغلاف الجوي ، سيخلق الشريط المزيد من السحب ، وفي النهاية سيحترق القمر الصناعي.
تعتمد وظيفة الشريط المنهي على تفاعلات قوة لورنتز. يعمل بشكل جيد بشكل خاص في مدار الأرض المنخفض (LEO) حيث توجد كثافة إلكترونات مفيدة. تم تصميم شريط المنهي لخفض مدار القمر الصناعي ، ولكن اعتمادًا على الاتجاه ، يمكن أيضًا استخدام أشرطة مثل هذه لرفع مدار.
المحرك الذي ينشر الشريط مصنوع من سبيكة ذاكرة الشكل (SMA). هذه السبائك لها خاصية خاصة جدا. عندما تكون باردة ، يمكن أن تتشوه ، ولكن عندما يتم تسخينها فإنها تعود إلى شكلها الأصلي. للتنشيط ، يحتاج مشغل SMA إلى مصدر طاقة منخفض جدًا ولكنه ثابت. لا يحتاج شريط المنهي إلى أي طاقة من القمر الصناعي ؛ يمكن تركيبها بخلاياها الشمسية الصغيرة. هذا يعني أنه يمكن إرفاقها بالأقمار الصناعية المنحلة لإزالتها من المدار.
يمكن أيضًا عكس هذه الأنواع من الأشرطة. يمكن لمصدر الطاقة أن يقود التيار في الاتجاه المعاكس ، والذي يمكن أن يرفع مدار القمر الصناعي. أحد الاستخدامات المحتملة لهذه الأنواع من الأجهزة هو في محطة الفضاء الدولية. وهي بحاجة إلى إطلاق صواريخ الدفع بانتظام للحفاظ على مدارها ، ويجب توصيل الوقود لهذه الدفع من الأرض. مع الحبل الصحيح ، يمكن تقليل متطلبات وقود الدفع أو القضاء عليها.
ولكن في الوقت الحالي ، يتم اختبار شريط Terminator على الأقمار الصناعية الصغيرة ، مثل مهمة Prox-1. ويجري التخطيط للمزيد من الاختبارات.
يقول Tethers Unlimited أنهم يطورون مهمة اختبار مع Millennium Space Systems و TriSept و RocketLab. إنهم ينشئون تجربة طيران على مستوى منخفض مع عناصر تحكم علمية صارمة لقياس ومقارنة أداء قمرين صناعيين متطابقين: أحدهما مع شريط المنهي والآخر بدونه.
تسمى هذه المهمة DragRacer ، وهو قمر صناعي 25 كجم سينقسم إلى حزمتين متطابقتين عندما يصل إلى مدار دائري متزامن مع الشمس بطول 400 كيلومتر. واحد سينشر الشريط المنهي والآخر لا. سيبقى أحد الأقمار الصناعية في المدار لمدة 8 أشهر أو سنة تقريبًا ، بينما من المتوقع أن ينحرف المدار الذي يحتوي على الشريط إلى مدار الأرض في الغلاف الجوي للأرض في غضون أسبوعين إلى أربعة أسابيع.
أكثر:
- بيان صحفي: إخراج القمامة الفضائية: Tethers Unlimited تعلن عن التشغيل الناجح لجهاز إزالة الحطام الفضائي
- Tethers Unlimited: الشريط المنهي
- مجلة الفضاء: نوع جديد من أنظمة الدفع التي لا تحتاج إلى دافع. يحول الكهرباء إلى الاتجاه والعكس صحيح.
