Una nueva solución al problema de la basura espacial. Nave espacial con rayos de plasma para obligar a la basura espacial a quemarse

Basura espacial es un problema creciente. Durante décadas hemos estado enviando satélites en órbita alrededor de la Tierra. Algunos de ellos salen de órbita y se queman en la atmósfera de la Tierra, o chocan contra la superficie. Pero la mayoría de las cosas que enviamos a la órbita todavía están ahí arriba.

Esto se está convirtiendo en un problema agudo a medida que pasan los años y lanzamos más y más hardware a la órbita. Desde el primer satélite—Sputnik 1—se puso en órbita en 1957, se han puesto en órbita más de 8000 satélites. A partir de 2018, se estima que 4900 todavía están en órbita. Alrededor de 3000 de ellos no están operativos. Son basura espacial. El riesgo de colisión está creciendo y los científicos están trabajando en soluciones. El problema se agravará con el tiempo, ya que las colisiones entre objetos crean más escombros con los que hay que lidiar.

Hay dos clasificaciones de sistemas de eliminación de basura espacial: métodos de contacto y métodos sin contacto. Los métodos de contacto incluyen brazos robóticos, ataduras y redes. Los métodos sin contacto incluyen láseres y haces de iones. Hasta ahora, los métodos sin contacto han demostrado ser más confiables. Un equipo de la Universidad de Tohoku en la ciudad de Sendai, Japón, y sus colegas de la Universidad Nacional de Australia, están desarrollando un método sin contacto único llamado método sin contacto del pastor de haz de iones.

Hay dos problemas al apuntar haces de iones a la basura espacial y dirigirlos hacia la Tierra. La contrafuerza empuja al satélite fuera de posición. El otro problema es la masa de la propia basura espacial. Se necesita mucho poder para dirigirlo inofensivamente hacia la Tierra.

Los científicos se centran en los satélites en órbita terrestre baja para empezar. Estos objetos tienden a estar en el rango de 1 a 2 toneladas. Según el estudio, los objetos en este rango de masa tardarían entre 80 y 150 días en salir de órbita. Desarrollar, construir y lanzar un satélite lo suficientemente poderoso para hacer esto, con dos propulsores separados, es difícil y costoso.

«Si la eliminación de escombros puede realizarse mediante un solo sistema de propulsión de alta potencia, será de gran utilidad para la futura actividad espacial». – Profesor asociado Kazunori Takahashi, Universidad de Tohoku, Japón.

El equipo japonés-australiano está desarrollando un sistema que resuelve estos problemas con una disposición única de haz de plasma bidireccional. Los dos rayos pueden contrarrestarse entre sí, uno mantiene al satélite pastor en posición y el otro dirige la basura hacia la Tierra. Una sola fuente de energía alimenta los dos haces y el satélite dirige los haces según sea necesario.

«Si la remoción de escombros se puede realizar mediante un solo sistema de propulsión de alta potencia, será de gran utilidad para la futura actividad espacial», dijo el profesor asociado Kazunori Takahashi de la Universidad de Tohoku en Japón, quien lidera la investigación sobre nuevas tecnologías para remover espacio. escombros en colaboración con colegas de la Universidad Nacional de Australia.

Las pruebas de laboratorio han demostrado claramente que un helicón propulsor de plasma puede eliminar los desechos espaciales con un solo sistema de propulsión. Los experimentos de laboratorio, los campos magnéticos y las inyecciones de gas controlan las columnas de plasma del único propulsor de plasma. Las pruebas de laboratorio midieron la fuerza aplicada a la basura espacial simulada. El sistema aplicó la cantidad exacta de contrafuerza al satélite para mantenerlo en posición. El sistema opera en tres modos diferentes: aceleración satelital, desaceleración satelital y remoción de escombros.

“El propulsor de plasma Helicon es un sistema sin electrodos, lo que le permite realizar operaciones largas realizadas a un alto nivel de potencia”. dice Takahashi, «Este descubrimiento es considerablemente diferente a las soluciones existentes y hará una contribución sustancial a la futura actividad humana sostenible en el espacio».