Los objetos voladores incontrolables en órbita son un riesgo enorme para los viajes espaciales modernos, y, debido a nuestra dependencia actual de los satélites, también es un riesgo para la economía mundial. Un equipo de investigación del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF en Jena, Alemania, ahora ha desarrollado especialmente un láser de fibra que determina de manera confiable la posición y la dirección del movimiento de los desechos espaciales para mitigar estos riesgos.

Los desechos espaciales son un problema enorme en los vuelos espaciales en órbita terrestre baja. Satélites dañados o fuera de servicio, Los fragmentos de estaciones espaciales y otros restos de misiones espaciales representan una amenaza potencial de colisiones con satélites y naves espaciales activos todos los días. Además de su fuerza destructiva, Las colisiones también crean un riesgo adicional y crean miles de nuevos fragmentos de escombros. que a su vez podría chocar con otros objetos - un peligroso efecto de bola de nieve.

Hoy dia, la economía mundial depende en gran medida de los satélites y sus funciones; estas aplicaciones son, por ejemplo, utilizado en telecomunicaciones, la transmisión de señales de televisión, navegación, previsión meteorológica e investigación climática. El daño o la destrucción de dichos satélites a través de una colisión con satélites en órbita o restos de cohetes puede causar daños inmensos y duraderos. Por lo tanto, Los desechos espaciales peligrosos deben ser rastreados y registrados de manera confiable antes de que se pueda considerar cualquier salvamento u otras contramedidas. Los expertos de Fraunhofer IOF en Jena han desarrollado un sistema láser que se adapta perfectamente a esta tarea.

Registro confiable de la posición y el movimiento de los objetos en la órbita de la Tierra.

"Con nuestro sistema robusto y eficiente podemos determinar de manera confiable y precisa la posición exacta de los objetos y la dirección de movimiento en órbita, "explica el Dr. Thomas Schreiber del grupo de láseres de fibra en Fraunhofer IOF." Los sistemas láser como el nuestro deben ser excepcionalmente potentes para resistir las condiciones extremas en el espacio. En particular, la alta tensión física en el cohete portador durante el lanzamiento, donde la tecnología está sujeta a vibraciones muy fuertes. "En la órbita terrestre baja, el alto nivel de exposición a la radiación, las fluctuaciones extremas de temperatura y el bajo suministro de energía son también grandes obstáculos a superar. Esto requirió el nuevo desarrollo por parte del equipo de investigación de Jena, ya que las tecnologías láser comunes no pueden hacer frente a estos desafíos.

Es más, también es necesario analizar los desechos espaciales en distancias comparativamente largas. Para este propósito, el pulso láser se propaga a través de un amplificador basado en fibra de vidrio y se envía en su viaje de kilómetros de largo.

Mediciones con diez mil pulsos láser por segundo

"Pulsos de láser muy cortos, que duran solo unas mil millonésimas de segundo, se disparan en diferentes posiciones en el espacio para determinar la velocidad, la dirección del movimiento y el movimiento de rotación de los objetos, "explica el Dr. Dr. Oliver de Vries." Con nuestro sistema láser es posible disparar miles de pulsos por segundo. Si un objeto está realmente en una de las posiciones examinadas, parte de la radiación se refleja en un escáner especial, que está directamente integrado en el sistema. Aunque el rayo láser es muy rápido, la luz emitida tarda algún tiempo en llegar al objeto y regresar. Este llamado 'tiempo de vuelo' se puede convertir en una distancia y una coordenada 3D real en consecuencia ". Los sofisticados sensores del sistema, que recogen los reflejos de la luz reflejada, puede detectar incluso mil millonésimas de la luz reflejada.

El principio, desarrollado originalmente por los dos investigadores de Fraunhofer IOF para Jena-Optronik y el Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR):ya se ha probado con éxito durante la maniobra de acoplamiento de un transportador espacial en la Estación Espacial Internacional ISS. Previamente, el sistema láser se había instalado en un sensor de la empresa aeroespacial de Turingia Jena-Optronik GmbH y se lanzó en 2016 con el transportador de suministro autónomo ATV-5. El sistema de Jena Optronik también sobresale en eficiencia energética:el láser de fibra funciona a una potencia total de menos de 10 vatios, es decir, significativamente menos que una computadora portátil comercial. por ejemplo.