Magnetická síť vyčistí orbitu

Space Junk zdroj:avionics-intelligence.com

O eliminaci kosmického odpadu na nízké oběžné dráze jsme už psali mnohokrát. Většina připravovaných technologií se zaměřuje na stahování vysloužilých družic nebo velkých fragmentů. Do praxe už se prosazuje plánovaná deorbitace funkčních kosmických strojů po skončení jejich mise. Tyto velké objekty jsou ovšem v hledáčku armádních i civilních sledovacích stanic. Díky tomu se jim je možné vyhnout, což je případ Mezinárodní kosmické stanice. Na drobné úlomky, atakující povrchy modulů či panely solárních článků zatím neexistuje adekvátní protizbraň. Několik konceptů se v minulosti vyskytlo, například masivní štít, který by do sebe nechal drobné částečky narážet a po určité době by sestoupil do hustých vrstev atmosféry, kde by shořel. Japonci se nyní pokusili o trochu jiný princip zachycení odpadu, ovšem konec mu přichystali stejný.

Buď 27.2.2014 v nákladovém prostoru rakety H-IIA nebo pravděpodobněji až na konci února 2015 (záleží na dohodě agentury JAXA s Univerzitou Kagawa) vstoupí na orbitu japonský experimentální satelit, který odvine směrem k zemskému povrchu asi 300 metrů dlouhé lano. To by mělo být vypleteno z ocele a hliníku. Dalo by se říci, že je to v podstatě síť, která by v rozvinutém stavu měla šířku 30 cm. Díky pohybu vodivého lana v zemském magnetickém poli se bude indukovat napětí po celé jeho délce. Může to být až několik set Voltů na kilometr.

Schéma principu generování proudu a vzniku Lorentzovy síly zdroj: thevoltreport.com

Schéma principu generování proudu a vzniku Lorentzovy síly
zdroj: thevoltreport.com

Na horním konci  lana jsou elektrony sbírány z okolní ionizované plazmy a na dolním konci blíže k Zemi jsou zase emitovány. Díky tomu teče směrem k hornímu konci lana elektrický proud. Při interakci proudu s magnetickým polem Země začne na lano působit Lorentzova síla, která mu bude bránit v pohybu. Díky tomu se bude rychlost sestavy snižovat a tak postupně klesne do hustých vrstev atmosféry. Pokud vás napadlo, že obrácením toku elektronů dodáním elektrické energie rychlost naopak zvýšíte, pak vás to napadlo zcela správně. Tento pohonný systém by mohl v budoucnu ušetřit mnoho tradičního chemického paliva satelitům i kosmickým stanicím.

Ale vraťme se zpět k japonskému sběrači kosmického odpadu. Jak jsme si před chvílí ukázali, kolem lana bude elektromagnetické pole. Vzhledem k tomu, že velké množství malých kosmických úlomků je z kovu, bude na ně pole působit. Úlomky mohou samozřejmě přicházet z různých směrů. Ty, které budou mít podobnou dráhu jako lano, mohou být magneticky zachyceny. U ostatních křižujících úlomků by k záchytu dojít nemělo, ale počítá se s jejich mírným zpomalením, čímž úlomky klesnou níže a snižuje se tak doba jejich nebezpečného pobytu na orbitě.  Celá sestava bude z principu neustále klesat, až postupně vstoupí do hustých vrstev atmosféry, kde shoří a spolu s ní i všechny zachycené úlomky.

Tento scénář se však týká až dalších misí s délkou lana 1 km a více. První prototyp má pouze prokázat životaschopnost konceptu. Zachycení nějakého úlomku bude pouze

Tradiční smutný pohled na zaneřádění nízké oběžné dráhy zdroj:theblaze.com

Tradiční smutný pohled na zaneřádění nízké oběžné dráhy
zdroj:theblaze.com

pověstnou třešínkou na dortu. V první řadě se otestuje odvinutí lana a ukáží se možné problémy a limity této technologie. A že jich může být požehnaně. O odvíjení lana v kosmu by mohli vyprávět astronauti z raketoplánu Columbia. Ti v únoru 1996 v rámci mise STS-75 měli vypustit 20,7 km dlouhé lano, které se po odvinutí 19-ti km utrhlo a létalo za raketoplánem jako memento nevydařeného pokusu. To byl samozřejmě extrémní případ, co týče délky lana. Pokus na satelitu TiPS (Tether Physics and Survivability Experiment) s šesti kilometrovým lanem provedený o 4 měsíce později už dopadl úspěšně. Dalším problémem mohou být samotné úlomky nebo mikrometeority, jejichž kolize s lanem může způsobit také přetržení. Čištění orbity bude samozřejmě probíhat na poměrně exponovaných orbitách, kde je i spousta větších objektů včetně funkčních satelitů. Případná kolize by pak naopak množství kosmického smetí zvýšila.

Odborníci vytýkají projektu i dlouhou dobu deorbitace, čímž se riziko případné srážky s aktivním objektem zvyšuje.

Doufejme, že zařízení se osvědčí a nejen tento prototyp, ale hlavně jeho následovníci budou pracovat tak, jak jeho tvůrci zamýšlejí. Vždyť na oběžné dráze je rozhodně co čistit. V současné době NASA a další organizace monitorující kosmický odpad registrují 22 000 objektů větších než 10 cm. Menší objekty není možné registrovat a tak se uvádí pouze odhad: Asi půl milionu objektů velikosti 1 cm a větších a 100 milionů drobných částeček.

Podaří-li se touto technologií zachytávat drobné úlomky, chtějí si do budoucna japonští odborníci troufnout i na větší objekty, jako jsou vysloužilé satelity. K tomu budou muset vyslat lano přes 10 km dlouhé.

Štít chránící ISS zdroj:satellitetoday.com

Štít chránící ISS
zdroj:satellitetoday.com

Vědci z JAXA, Univerzity v Kagawě a firmě Nitto Seimo Co pracovali na projektu asi 5 let. Klíčovou část, to jest kovové lano, má na svědomí právě firma Nitto Seimo Co. Ta oplývá zkušenostmi s podobnými lany nebo tedy spíše sítěmi, které má ve svém portfoliu rybářských potřeb.

Nutnost bojovat s kosmickým odpadem si uvědomují i další kosmické agentury a další instituce. Zajímavý je například švýcarský projekt CleanSpaceOne nebo robot Satlets, který by odmontovával zdravé součásti z vysloužilých satelitů. Za ním se skrývá vojenská organizace DARPA. Za pozornost stojí i ochranný štít pro ISS (viz obrázek), který navrhla známá firma ATK.

A na závěr se ptáme: Kde byla JAXA se svým vynálezem, když jí Sandra Bullock tolik tolik potřebovala?

Zdroje informací:
http://www.newscientist.com/article/mg22129534.800-japans-huge-magnetic-net-will-trawl-for-space-junk.html
http://www.thevoltreport.com/jaxa-space-junk-magnet-net-for-clear-skies/
http://inhabitat.com/japan-prepares-to-launch-giant-net-into-orbit-to-sweep-up-space-debris/
http://www.jaxa.jp/article/interview/vol67/p2_e.html
http://endtimeheadlines.wordpress.com/2014/01/17/japan-to-test-magnetic-net-that-can-fish-out-floating-space-junk/ (náhled. obrázek)
http://www.satellitetoday.com/publications/st/2012/02/24/atk-chief-technologist-orbital-debris-shield-receiving-rave-reviews-from-nasa/
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_debris
http://en.wikipedia.org/wiki/Space_tether
http://www.space.com/24325-japan-space-junk-tether.html
http://cs.wikipedia.org/wiki/STS-75
http://www.tethers.com/edtethers.html

Zdroje obrázků:
http://www.avionics-intelligence.com/content/dam/avi/online-articles/2014/01/AI%20space%20debris%2019%20Jan%202013.jpg
http://www.theblaze.com/wp-content/uploads/2012/02/Space-Debris_University-of-Southampton.jpg
http://www.thevoltreport.com/wp-content/uploads/2014/01/jaxa-space-debris-dreams-volt-report-kenntron.jpg
http://www.satellitetoday.com/Assets/Image/SN%20ATK%20Shield%20.jpg

Magnetická síť vyčistí orbitu, 2.5 out of 5 based on 10 ratings
Pin It
(Visited 1 280 times, 1 visits today)
Nahlásit chybu

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.5/5 (10 votes cast)
(Visited 1 280 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


Zanechte komentář