Magneten ingezet voor het verwijderen van oude satellieten

Verlaten satellieten kunnen in de toekomst mogelijk van een afstandje gegrepen en verwijderd worden van belangrijke banen rondom de aarde. De Universiteit van Toulouse heeft daarvoor een opsporingssatelliet ontwikkeld die magnetische krachten gebruikt.

Magnetische kracht

Er wordt al jaren gezocht naar een goede manier om ruimte-afval op te ruimen. Een efficiënte manier is om ze te verzamelen en verwijderen met een ander object. De grootste uitdaging daarbij is ervoor te zorgen dat zo’n ongecontroleerd, snel draaiend en zwaar wegend object, goed aanklampt en blijft zitten.
Eerder werd hiervoor al geëxperimenteerd met technieken als robotarmen, netten en harpoenen, maar al deze technieken bleken weinig effectief.  Onderzoeker Emilien Fabacher van de Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace, onderdeel van de Universiteit van Toulouse, heeft een nieuw element toegevoegd; magnetisch grijpen.

“Met het opruimen van satellieten is het veel beter als je op een veilige afstand kunt blijven, zonder dat het nodig is om in direct contact te komen en te riskeren dat je schade aanbrengt aan de sleepboot en de te verwijderen satelliet”, aldus Emilien. “Dus het idee dat ik onderzoek is om magnetische krachten aan te brengen; om zowel satellieten aan te trekken als af te stoten.”

Satellieten bij elkaar

Deze magnetische aantrekkingskracht wordt ook gezien als een veilige methode om meerdere satellieten in dichte samenstellingen in de ruimte te laten. Zulke ‘satellietzwermen’ zijn zeer geschikt voor astranomische observatie en verkenning van de aarde; als hun positie stabiel blijft, kunnen ze samen fungeren als een gigantische telescoop.
De weg te halen satellieten hoeven op deze manier ook niet meer van tevoren te woorden voorzien van extra attributen. In plaats daarvan beinvloed zo’n ‘space tug’ de te verwijderen satellieten door hun ‘magnetorquers’ te gebruiken: betrouwbare elektromagneten die al op de satelliet aanwezig zijn om zich te oriënteren op basis van het magnetische veld van de aarde.

Het sterke magnetische veld dat de ‘zoeksatelliet’ vereist komt tot stand door superaantrekkende draden die gekoeld worden. De magnetische satellieten kunnen er ook voor zorgen dat verschillende satellieten in een nauwkeurige formatie blijven vliegen, zo stelt een expert van ESA.

ESA

Voor zijn promotieonderzoek heeft Emilien onderzocht hoe de uiteindelijke begeleiding, navigatie en controle-technieken in de praktijk zouden werken. Daarvoor combineerde hij een rendezvous simulator met magnetische interactie-modellen, terwijl hij ook rekening hield met de continu veranderende staat van de magnetosfeer van de aarde.

Zijn onderzoek wordt ondersteund door ESA, dat ook al jaren onderzoek doet naar de meest efficiënte methode om ruimte-afval weg te halen. Hij bracht onder meer een bezoek een ESA’s technische faciliteit in Nederland. Zijn methode kwam mede tot stand na verschillende gespreken met ESA-experts. “De eerste verrassing was dat het theoretisch inderdaad mogelijk zou zijn. We waren er niet zeker van, maar de methode blijkt prima te werken.”

ESA test ondertussen ook verschillende technieken om verlaten satellieten te verwijderen. Zo werd vorige maand nog een satelliet getest die oude satellieten weghaalt door middel van een geavanceerde robotarm.

Door: Kelly Bakker

Bron: Institut Supérieur de l’Aéronautique et de l’Espace