Övergivna satelliter skulle i framtiden kunna gripas och avlägsnas från viktiga omloppsbanor runt jorden med en rymdbåt med hjälp av magnetiska krafter. Forskaren Emilien Fabacher från Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, del av universitetet i Toulouse i Frankrike, studerar magnetisk grappling som en metod för att ta bort rymdskräp, samt att undersöka teknikens potential för satellitformationsflygning. Kredit:Philippe Ogaki
Övergivna satelliter skulle i framtiden kunna gripas och avlägsnas från viktiga banor runt jorden med en rymdbåt med hjälp av magnetiska krafter.
Samma magnetiska attraktion eller repulsion betraktas också som en säker metod för flera satelliter för att upprätthålla nära formationer i rymden.
Sådana satellitsvärmar övervägs för framtida astronomi- eller jordobservationsuppdrag – om deras relativa positioner kan förbli stabila kan de fungera som ett enda gigantiskt teleskop.
För att bekämpa rymdskräp, intresset växer för att plocka hela satelliter från rymden. Den största utmaningen är att ta tag i och säkra sådana okontrollerade, snabbt tumlande föremål, vanligtvis på flera ton.
Flera tekniker undersöks, inklusive robotarmar, nät och harpuner.
Nu forskare Emilien Fabacher vid Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace, del av universitetet i Toulouse i Frankrike, har lagt till en annan metod till listan:magnetisk grappling.
"Med en satellit vill du vända dig om, det är mycket bättre om du kan hålla dig på säkert avstånd, utan att behöva komma i direkt kontakt och riskera att skada både jagar- och målsatelliter, " förklarar Emilien.
Darwins formationsflygande flottilj bestående av sex teleskop och kommunikationssatelliter skulle ha tittat på ljus från rymden för att analysera atmosfären på jordliknande planeter. Detta föreslagna ESA-uppdrag var att leta efter svaga extrasolära planeter. Konceptet studerades men eftersträvades inte. Kredit:ESA 2002; Illustration av Medialab
"Så idén jag undersöker är att applicera magnetiska krafter antingen för att attrahera eller stöta bort målsatelliten, att förskjuta dess omloppsbana eller ta bort den helt."
Sådana målsatelliter skulle inte behöva specialutrustas i förväg. Istället, en sådan bogserbåt skulle påverka målsatelliter med hjälp av sina "magnetorquers":pålitliga elektromagneter som redan bärs för att justera orientering med hjälp av jordens magnetfält.
"Dessa är standardfrågor ombord på många lågorbitande satelliter, tillägger Emilien.
Det starka magnetfält som krävs av jagarsatelliten skulle genereras med hjälp av supraledande ledningar kylda till kryogena temperaturer.
På liknande sätt skulle satelliter också kunna hålla flera satelliter flygande i exakt formation, kommenterar Finn Ankersen, en ESA -expert på möten och dockning, formationsflygning.
Förlorade satelliter kan i framtiden gripas och tas bort från nyckelbanor runt jorden med en rymdserv med hjälp av magnetiska krafter. En sådan bogserbåt skulle påverka målsatelliter med hjälp av deras "magnetorquers":pålitliga elektromagneter som redan bärs för att justera orienteringen med hjälp av jordens magnetfält. Upphovsman:Emilien Fabacher/ISAE-Supaero
"Denna typ av kontaktlös magnetisk påverkan skulle fungera från cirka 10–15 m ut, erbjuder positioneringsprecision inom 10 cm med inställningsprecision 1–2º."
För sin doktorsforskning, Emilien har undersökt hur den resulterande vägledningen, navigations- och kontrolltekniker skulle fungera i praktiken, kombinerar en rendezvous-simulator med magnetiska interaktionsmodeller, samtidigt som man tar hänsyn till det ständigt föränderliga tillståndet för jordens egen magnetosfär.
Hans forskning har fått stöd genom ESA:s Networking/Partnering Initiative, som stöder arbete som utförs av universitet och forskningsinstitut med avancerad teknik med potentiella rymdtillämpningar. Emilien besökte även ESA:s tekniska center i Nederländerna, att samråda med byråns experter.
Emilien påminner om att konceptet ursprungligen kom ur diskussion med ESA -experter, och han hade turen att vara på rätt plats vid rätt tidpunkt för att utforska dess genomförbarhet:"Den första överraskningen var att det verkligen var möjligt, teoretiskt – till en början kunde vi inte vara säkra, men det visar sig att fysiken fungerar bra."
