Ett företag som heter Tethers Unlimited har distribuerat sin omloppsbana i ett framgångsrikt test på Prox-1-satelliten. Satelliten är en av fyra som bär enheten, kallad Terminator Tape. I stället för att stanna i rymden i år eller decennier och lägga till det växande problemet med rymdskräp använder Prox-1 sin Terminator Tape för att sakta sänka sin bana.
Terminator Tape är en låg kostnadslösning på problemet med att ta bort inaktiva satelliter från omloppsbana. Rymdindustrin blomstrar just nu, och det matar in det växande rymdavfallsproblemet. Nya riktlinjer håller på att utvecklas för att hantera problem, och så småningom kommer det att finnas begränsningar som reglerar en satellits livstid.
Tethers Unlimited utvecklar sin omloppsteknologi som svar på dessa åtgärder.
"Att snabbt ta bort döda satelliter på detta sätt kommer att hjälpa till att bekämpa det växande rymdproblemet."
DR. ROB HOYT, VD, TETHERS UNLIMITED
Terminator Tape är en kompakt lättviktsmodul - mindre än 1 kilogram - enhet som fästs på CubeSats, NanoSats och Small MicroSats. Det har ett litet fotavtryck och dess drift utgör ingen risk för satellitens drift, enligt Tethers Unlimited.
Bandet kan distribueras med kommando eller med timer och består av ett långt, ledande band med två valfria solceller. När den distribueras "genererar den neutrala partikeldrag och passiva elektromagnetiska drag för att påskynda avloppet" enligt Tethers Unlims webbplats.
"Det här framgångsrika testet bevisar att denna lätta och lågkostnadsteknologi är ett effektivt sätt för satellitprogram att uppfylla kraven för att minska orbitalavfall."
Dr. Rob Hoyt, VD, Tethers Unlimited
Under Prox-1-testet användes en oberoende timer och ett 70 meter långt band användes i början av september 2019. Enligt US Space Surveillance Network började Prox-1 omedelbart sänka sin bana 24x snabbare än satelliter utan Terminator Tape.
"Tre månader efter lanseringen, som planerat, beordrade vår timerenhet Terminator Tape att distribuera, och vi kan se från observationer från det amerikanska rymdövervakningsnätverket att satelliten omedelbart började kretsa runt tjugofyra gånger snabbare," sade Dr. Rob Hoyt, TUI: s VD, i ett pressmeddelande. ”I stället för att stanna kvar i bana i hundratals år. Att snabbt ta bort döda satelliter på detta sätt hjälper till att bekämpa det växande rymdproblemet. Detta framgångsrika test bevisar att denna lätta och lågkostnadsteknologi är ett effektivt sätt för satellitprogram att uppfylla kraven för att minska orbitalavfall. "
När Terminator-bandet dras ut drar jordens tyngdkraft det hårt och justerar det vertikalt. Bandet fungerar sedan genom att interagera med jordens magnetfält och jonosfär. När den rör sig i hög hastighet genom jordens magnetfältlinjer, induceras en ström i bandet. Det konverterar i princip satelliternas omkretsenergi till en elektrisk energi. Tejpen fungerar som en ledare och dess elektriska ström interagerar med magnetfältet för att skapa drag.
När en satellit sänker sig ner i atmosfären kommer bandet att skapa ytterligare drag och så småningom kommer satelliten att brinna upp.
Funktionen för Terminator Tape beror på Lorentz Force Interactions. Det fungerar särskilt bra i Low Earth Orbit (LEO) där det finns en användbar täthet av elektroner. Terminator Tape är utformad för att sänka en satellits bana, men beroende på orienteringen kan ledande band som detta också användas för att höja en bana.
Ställdonet som distribuerar tejpen är gjord av en formminneslegering (SMA). Dessa legeringar har en mycket speciell egenskap. När de är kalla kan de deformeras, men när de är uppvärmda återgår de till sin ursprungliga form. För att aktivera behöver SMA-ställdonet en mycket låg, men konstant, strömkälla. Terminator Tape behöver ingen ström från satelliten; de kan monteras med sina egna små solceller. Detta innebär att de kan fästas till avaktiverade satelliter för att de-kretsar dem.
Dessa typer av band kan också vändas. En strömförsörjning kan driva strömmen i motsatt riktning, vilket kan höja en satellits bana. En potentiell användning av dessa typer av enheter är på den internationella rymdstationen. Den måste regelbundet avfyra thrusterar för att upprätthålla sin bana, och bränslet för dessa thrusterar måste levereras från jorden. Med rätt koppling kan kraven på thrusterbränsle minskas eller elimineras.
Men för tillfället testas Terminator Tape på små satelliter, som Prox-1-uppdraget. Och det är fler tester som planeras.
Tethers Unlimited säger att de utvecklar ett testuppdrag med Millennium Space Systems, TriSept och RocketLab. De skapar ett Low-Earth-flygexperiment med rigorösa vetenskapliga kontroller för att mäta och jämföra prestanda för två identiska satelliter: en med en Terminator Tape och en utan.
Det uppdraget heter DragRacer, och det är en 25 kg-satellit som kommer att delas upp i två identiska paket när den når sin 400 kilometer cirkulära solsynkronbana. En kommer att distribuera en Terminator Tape och en kommer inte. En av satelliterna kommer att stanna i omloppsbana i cirka åtta månader eller ett år, medan den med bandet förväntas avveckla banan till jordens atmosfär inom två till fyra veckor.
Mer:
- Pressmeddelande: Ta ut rymdskräpet: Tethers Unlimited tillkännager framgångsrik drift av rymdavfallsutrustning
- Tethers Unlimited: Terminator Tape
- Space Magazine: En ny typ av framdrivningssystem som inte behöver drivmedel. Det konverterar el till drivkraft och vice versa.
