Medan han arbetade på NASA Johnson Space Center under 1970-talet, förutspådde astrofysiker Donald Kessler att kollisioner mellan rymdskräp skulle bli allt vanligare när tätheten för rymdavfall ökar i omloppsbana runt jorden - vilket skapar en kaskadeffekt. Sedan 2005 har mängden skräp i omloppsbana följt en exponentiell tillväxtkurva, vilket bekräftar Kesslers förutsägelse.
Med tanke på att problemet bara kommer att bli värre under de kommande åren finns det en växande efterfrågan på tekniker som kan ta bort rymdskräp. Efter en konkurrensprocess kontraherade ESA nyligen den schweiziska starten ClearSpace Today för att skapa världens första rumsuppdrag. Detta uppdrag, känd som ClearSpace-1, förväntas lanseras år 2025 och kommer att hjälpa till att bana väg för fler uppdrag för borttagning av skräp.
För närvarande finns det uppskattningsvis 29 000 bitar av rymdavfall i omloppsbana som utgör en allvarlig kollisionsrisk med satelliter och rymduppdrag. Dessa är emellertid bara föremål som överstiger 10 cm (~ 4 tum) i diameter. Ovanpå det finns det cirka 750 000 objekt som sträcker sig i storlek från 1 mm till 1 cm och ytterligare 166 miljoner som mäter mellan 1 och 10 cm (0,4 till 4 tum) i diameter.
För att hitta lösningar på detta problem samlades ett team av erfarna rymdskräbbforskare från Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) för att lansera ClearSpace Today. Vid det senaste ESA-ministerrådet (Space19 +) - som ägde rum i Sevilla, Spanien, i slutet av november - enades ministrarna om att tilldela ett serviceavtal till en kommersiell leverantör för att säkert ta bort ett inaktivt ESA-ägt objekt från LEO.
Med stöd från ESA: s nya rymdsäkerhetsprogram är syftet med detta initiativ att bidra till processen för att rensa upp orbital space. Samtidigt är det avsett att fungera som en demonstrant som kommer att validera nödvändig teknik för borttagning av skräp. Som Luisa Innocenti, rubrik ESA: s Clean Space-initiativ, indikerade:
”NASA- och ESA-studier visar att det enda sättet att stabilisera den orbitala miljön är att aktivt ta bort stora skräpföremål. Därför kommer vi att fortsätta vår utveckling av väsentliga väglednings-, navigations- och kontrollteknologier och samlings- och infångningsmetoder genom ett nytt projekt som heter Active Debris Removal / In-Orbit Servicing - ADRIOS. Resultaten kommer att tillämpas på ClearSpace-1. Detta nya uppdrag, genomfört av ett ESA-projektgrupp, kommer att göra det möjligt för oss att demonstrera dessa teknologier och uppnå en värld först i processen. ”
När den väl är i omloppsbana kommer ClearSpace-1 “chaser” att möta det övre steget i en VEga Secondary Payload Adapter (VESPA) som för närvarande ligger i en 800 km med 660 km (500 mi 410 mi) höjdled. Denna bit av skräp resulterade från den andra flygningen av Vega-startaren, som ägde rum 2013 och levererade ESA: s Proba-V-satellit till omloppsbana, liksom Vietnam och Estlands första satelliter.
Detta mål är ett idealiskt ämne av flera skäl. Förutom att ha en massa på 100 kg (220 lbs) - som är jämförbar med den för en avstängd satellit - kommer dess relativt enkla form och robusta konstruktion att göra det enkelt att fånga och flytta. Som sådan är detta VESPA övre steg ett bra testfall innan några försök görs för att fånga större, mer utmanande bitar av skräp (eller flera bitar).
Innan ClearSpace-1-uppdraget kommer med sitt mål, kommer det att lanseras i en lägre bana på 500 km (mi) för idrifttagning och kritiska tester. När det är klart kommer chaser att höjas till sin målbana och, under övervakning av ESA, använda fyra robotarmar för att fånga VESPA. Båda kommer sedan att deorbiteras för att bränna upp i atmosfären. Som Luc Piguet, grundaren och VD för ClearSpace, förklarade:
”Det här är rätt tid för ett sådant uppdrag. Rymdavfallsfrågan är mer pressande än någonsin tidigare. Idag har vi nästan 2000 levande satelliter i rymden och mer än 3000 misslyckade. Och under de kommande åren kommer antalet satelliter att öka med en storleksordning, med flera megakonstellationer som består av hundratals eller till och med tusentals satelliter som planeras för låg jordbana för att leverera bred täckning, telekommunikation och övervakningstjänster med låg latens. Behovet är klart för en "bogserbil" att ta bort misslyckade satelliter från denna mycket trafikerade region. "
Detta beslut är en del av den mest ambitiösa plan hittills för ESA: s och den europeiska rymdsektorns framtid. Vid årets ministerråd har ESA åtagit sig att avsevärt öka finansieringen för rymdrelaterad forskning och utforskning för första gången på 25 år.
Detta inkluderar den första gravitationsvågdetektorn i rymden - Laser Interferometer Space Antenna (LISA) - som kommer att följa avancerat teleskop för High -ergy Astrophysics (Athena) uppdrag när det studerar ett svart hål. Av uppenbara skäl upptar rymdskräp en särskild plats i rymdbyråernas planer för framtiden.
Som en av de viktigaste spårarna av rymdskräp borde ESA: s åtagande att begränsa och sanera strategier inte överraska.
"Föreställ dig hur farligt segling i höga hav skulle vara om alla fartyg som någonsin tappats i historien fortfarande körde ovanpå vattnet," sa ESA: s generaldirektör Jan Wörner. ”Det är den nuvarande situationen i omloppsbana och det kan inte tillåtas fortsätta. ESA: s medlemsstater har gett sitt starka stöd till detta nya uppdrag, som också pekar vägen framåt till viktiga nya kommersiella tjänster i framtiden. "
