Efter nästan 70 år av rymdfärd, rymdskräp har blivit ett ganska allvarligt problem. Detta skräp, som flyter runt i låg jordomloppsbana (LEO), består av de använda första raketetapperna och icke-fungerande satelliter och utgör ett stort hot mot långsiktiga uppdrag som den internationella rymdstationen och framtida rymduppskjutningar. Och enligt siffror som släppts av Space Debris Office vid European Space Operations Center (ESOC), problemet blir bara värre.

Dessutom, rymdorganisationer och privata flygbolag hoppas kunna skjuta upp betydligt fler satelliter och rymdmiljöer under de kommande åren. Som sådan, NASA har börjat experimentera med en revolutionerande ny idé för att ta bort rymdskräp. Det är känt som rymdfarkosten RemoveDebris, som nyligen sattes in från ISS för att genomföra en serie demonstrationer av teknik för aktiv skräpborttagning (ADR).

Denna satellit har satts ihop av Surrey Satellite Technology Ltd. och Surrey Space Center (vid University of Surrey i Storbritannien) och innehåller experiment från flera europeiska flygbolag. Den mäter ungefär 1 meter (3 fot) på en sida och väger cirka 100 kg (220 lbs), vilket gör den till den största satelliten som hittills har utplacerats till ISS.

Syftet med rymdfarkosten RemoveDebris är att demonstrera effektiviteten hos skräpnät och harpuner när det gäller att fånga och ta bort rymdskräp från omloppsbanan. Som Sir Martin Sweeting, verkställande direktören för SSTL, sa i ett uttalande nyligen:

"SSTLs expertis i att designa och bygga låg kostnad, små satellituppdrag har varit grundläggande för framgången med RemoveDEBRIS, en landmärke teknikdemonstrator för aktiva skräpborttagningsuppdrag som kommer att inleda en ny era av rymdskräprensning i jordens omloppsbana."

Förutom Surrey Space Center och SSTL, konsortiet bakom rymdfarkosten RemoveDebris inkluderar Airbus Defence and Space – världens näst största rymdföretag – Airbus Safran Launchers, Innovativa lösningar i rymden (ISIS), CSEM, Inria, och Stellenbosch University. Rymdfarkosten, enligt Surrey Space Centers webbplats, består av följande:

"Uppdraget kommer att bestå av en huvudsatellitplattform (~100 kg) som en gång i omloppsbana kommer att distribuera två CubeSats som mål för artificiellt skräp för att demonstrera några av teknologierna (nätfångst, harpunfångst, vision-baserad navigering, de-orbitation av dragsegel). Projektet samfinansieras av Europeiska kommissionen och projektpartnerna, och leds av Surrey Space Center (SSC), University of Surrey, STORBRITANNIEN."

För demonstrationens skull, "moderskeppet" kommer att distribuera två cubesates som kommer att simulera två stycken rymdskräp. För det första experimentet, en av CubeSats – kallad DebrisSat 1 – kommer att blåsa upp sin inbyggda ballong för att simulera en större skräpbit. Rymdfarkosten RemoveDebris kommer sedan att distribuera sitt nät för att fånga det, styr sedan in den i jordens atmosfär där nätet kommer att släppas.

Den andra CubeSat, heter DebrisSat 2, kommer att användas för att testa moderskeppets spårnings- och avståndslasrar, dess algoritmer, och dess visionbaserade navigationsteknik. Det tredje experimentet, som kommer att testa harpunens förmåga att fånga kretsande rymdskräp, kommer att äga rum nästa mars. Av juridiska skäl, harpunen kommer inte att testas på en faktisk satellit, och kommer istället att bestå av att moderskeppet sträcker ut en arm med ett mål på änden.

Harpunen kommer sedan att avfyras på ett tjuder i 20 meter per sekund (45 mph) för att testa dess noggrannhet. Efter att ha sjösatts till stationen den 2 april, satelliten utplacerades från ISS japanska Kibo labbmodul den 20 juni av stationernas kanadensiska robotarm. Som Guillermo Aglietti, chefen för Surrey Space Center, förklarade i en intervju med SpaceFlight Now innan rymdfarkosten sköts upp till ISS:

"Nätet, som ett sätt att fånga skräp, är ett mycket flexibelt alternativ eftersom även om skräpet snurrar, eller har en oregelbunden form, att fånga det med ett nät är relativt låg risk jämfört med att... gå med en robotarm, för om skräpet snurrar väldigt snabbt, och du försöker fånga den med en robotarm, då är det helt klart ett problem. Dessutom, om du ska fånga skräpet med en robotarm eller en gripare, du behöver någonstans där du kan ta tag i ditt skräp utan att bara bryta av en bit av det."

Nettoexperimentet är för närvarande planerat till september 2018 medan det andra experimentet är planerat till oktober. När dessa experiment är klara, moderskeppet kommer att använda sitt dragsegel för att fungera som en bromsmekanism. Detta expanderbara segel kommer att uppleva kollisioner med luftmolekyler i jordens yttre atmosfär, gradvis minska sin omloppsbana tills den kommer in i de tätare lagren av jordens atmosfär och brinner upp.

Detta segel kommer att se till att rymdfarkosten vänder sig ur kretsloppet inom åtta veckor efter det att det har satts ut, snarare än de beräknade två och ett halvt åren det skulle ta för att ske naturligt. I det här avseendet, Rymdfarkosten RemoveDebris kommer att visa att den är kapabel att ta itu med problemet med rymdskräp utan att lägga till det.

I slutet, Rymdfarkosten RemoveDebris kommer att testa ett antal nyckelteknologier utformade för att göra borttagning av orbitalskräp så enkelt och kostnadseffektivt som möjligt. Om det visar sig vara effektivt, ISS kan ta emot flera rymdfarkoster RemoveDebris i framtiden, som sedan kunde sättas in gradvis för att ta bort större bitar av rymdskräp som hotar stationen och operativa satelliter.

Conor Brown är extern nyttolastansvarig för Nanoracks LLC, företaget som utvecklade Kaber-systemet ombord på Kibo labbmodul för att ta emot det ökande antalet MicroSats som distribueras från ISS. Som han uttryckte i ett uttalande nyligen:

"Det är underbart att ha hjälpt till att underlätta detta banbrytande uppdrag. RemoveDebris visar några extremt spännande aktiva skräpborttagningstekniker som kan ha stor inverkan på hur vi hanterar rymdskräp framåt. Det här programmet är ett utmärkt exempel på hur små satellitkapaciteter har vuxit och hur rymdstationen kan fungera som en plattform för uppdrag av denna skala. Vi är alla glada över att se resultaten av experimenten och effekterna av detta projekt under de kommande åren."

Förutom rymdfarkosten RemoveDebris, ISS fick nyligen ett nytt verktyg för att upptäcka rymdskräp. Detta är känt som Space Debris Sensor (SDS), en kalibrerad stötsensor monterad på utsidan av stationen för att övervaka stötar orsakade av småskaligt rymdskräp. Tillsammans med teknologier utformade för att rensa upp rymdskräp, förbättrad övervakning kommer att säkerställa att kommersialiseringen (och kanske till och med koloniseringen) av LEO kan påbörjas.