När mänskligheten vidgar sina horisonter bortom jorden och börjar överväga rymduppdrag med längre varaktighet, hållbarhet kräver uppskjutning av fler rymdfarkoster, ökar risken för kollision med befintligt rymdskräp. En metod för att rensa bort detta skräp involverar ett bogserfordon som släpar det till ett säkert område. I en ny tidning publicerad i EPJ specialämnen , författarna Antônio Delson Conceição de Jesus och Gabriel Luiz F. Santos, båda från State University of Feira de Santana, Bahia, Brasilien, modellera de komplexa mötesmanövrarna som ett bogserfordon som röjer utrymmeskräp skulle behöva genomgå för att minska risken för en kollision som kan orsaka irreparabel skada vid kopplingsögonblicket.

Som författarna påpekar, rymduppdrag sker i en miljö befolkad av cirka 3, 600 konstgjorda satelliter, varav under en tredjedel är i drift. De icke-operativa enheterna är föremål för läckage, explosioner och fragmentering skräpar ner ytterligare regionen runt jorden – särskilt vid Low-Earth Orbit (LEO). En felaktig kollision kan inte bara resultera i irreparabel skada, men också skapandet av mer rymdskräp som kan hindra ytterligare uppdrag. Detta gör det önskvärt att bogsera detta skräp, men farligt.

Duon studerade användningen av framdrivningssystem för att kontrollera objektens relativa hastigheter och positioner i en mötesmanöver som utfördes runt jorden. Sådana operationer kräver att bogserfordonet och skräpet har nollhastigheter och relativ position vid anslutningsögonblicket. Att undersöka parametrarna för dessa operationer genom lösningarna av en multivariabel tensor-ekvation, de Jesus och Santos fann att mötesmanövrar för ett bogserfordon med rymdskräp kan genomföras på minimal tid och med en samtidighet som uppstår när de två objektens hastighet och relativa slutpositioner nollställs i samma ögonblick.

Den framgångsrika kopplingen mellan objekt i rymden kan, självklart, användas i fler scenarier än bara förflyttning av rymdskräp. Anslutande fordon kan bli en viktig del av utvecklingen av ett hållbart långsiktigt rymduppdrag.