Jorden är för närvarande omgiven av skräp som skjuts ut i rymden under flera decennier. Detta rymdskräp kan kollidera med satelliter, orsakar skada och skapar mer skräp. För att bevara en säker rymdmiljö, aktivt avlägsnande eller omloppsbana av rymdskräp är en framväxande teknisk utmaning. Om åtgärder inte vidtas inom en snar framtid, det blir svårt att upprätthålla mänskliga rymdaktiviteter.

För att övervinna denna fråga, flera metoder för avlägsnande och omloppsbana av skräp har hittills föreslagits. Dessa klassificeras som antingen kontaktmetoder (t.ex. robotarm, fästnät, elektrodynamisk bindning) eller kontaktlösa metoder (t.ex. laser, jonstråkeherde), med de kontaktlösa metoderna som visar sig vara säkrare.

Ionstråleherdens kontaktlösa metod använder en plasmastråle som matas ut från satelliten för att ge skräp en kraft, därmed sakta ner den så att den faller till en lägre höjd, återinträda i jordens atmosfär och brinna upp naturligt. Dock, genom att mata ut plasmastrålen mot skräpet accelererar satelliten i motsatt riktning, vilket gör det svårt att hålla ett jämnt avstånd mellan skräp och satelliten.

För att på ett säkert och effektivt sätt ta bort skräp, två framdrivningssystem måste monteras på satelliten för att mata ut dubbelriktade plasmastrålar (figur 1). Detta stör en satellitsystemintegration som kräver minskning av en satellits vikt och storlek.

"Om skräpavlägsnandet kan utföras med ett enda kraftfullt framdrivningssystem, det kommer att vara till stor nytta för framtida rymdaktivitet, "säger docent Kazunori Takahashi från Tohoku University i Japan, som leder forskning om ny teknik för att ta bort rymdskräp i samarbete med kollegor vid Australian National University.

Den japanska och australiensiska forskargruppen har visat att en helikonplasmastruster kan ge utrymme för avlägsnande av rymdskräp med ett enda framdrivningssystem (figur 2). I laboratorieexperimentet, den dubbelriktade utkastningen av plasmaplumes från den enda plasmastrusteren kontrollerades exakt med ett magnetfält och gasinjektion; sedan mättes den retardationskraft som förmedlas till ett objekt som simulerar skräp medan bibehållen noll-nätkraften till thrusteren (och satelliten). Systemet, med en enda plasmastruster, kan fungera i tre driftlägen:satellitacceleration; retardation av satelliten; och borttagning av skräp.

"Helikonplasmastrusteren är ett elektrodlöst system, vilket gör att den kan utföra långa operationer som utförs på en hög effektnivå. "säger Takahashi, "Denna upptäckt skiljer sig väsentligt från befintliga lösningar och kommer att ge ett betydande bidrag till framtida hållbar mänsklig aktivitet i rymden."