La órbita terrestre baja se asemeja cada vez más a un depósito de chatarra abarrotado. Satélites en desuso, etapas de cohetes quemados y miles de escombros producidos por colisiones:todas estas cosas representan una amenaza para la infraestructura en el espacio. Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado un nuevo sistema de radar y otras tecnologías para brindar a las naves espaciales una mejor protección contra la basura espacial. Y eso no es todo:gracias a un pequeño satélite ágil, los científicos ahora también están haciendo que el acceso al espacio sea más rápido y rentable.

Los restos de los restos que vuelan alrededor representan un grave peligro para todo lo que se mueve en el espacio. Para evitar estos escombros, es importante saber dónde se encuentra.

"Con el nuevo radar de vigilancia GESTRA, es posible detectar objetos y escombros en órbita terrestre baja hasta 3000 kilómetros, "dice Helmut Wilden, Líder del equipo de tecnología de sensores de RF multifuncionales en el Instituto Fraunhofer de física de alta frecuencia y técnicas de radar FHR en Wachtberg, cerca de Bonn. Si bien GESTRA puede escanear grandes áreas de espacio durante todo el día, el sistema de radar TIRA observa los objetos individuales más de cerca. "GESTRA monitorea las extensiones de espacio para establecer si hay objetos (y de hecho cuántos) hay. TIRA puede entonces producir una imagen de los objetos individuales, permitiéndoles ser analizados con más detalle, "explica Jens Fiege, Responsable de Comunicaciones Internas y Externas de Fraunhofer FHR. Es más, con sus sensibles antenas, TIRA puede detectar objetos de unos pocos centímetros de tamaño o más grandes, permitiéndole medir sus trayectorias con altos niveles de precisión.

Análisis de vulnerabilidad y diseño inteligente

Cuando las colisiones con escombros son inevitables, Los materiales robustos y los diseños inteligentes ayudan a proteger los satélites contra daños graves. El nuevo software PIRAT del Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Ernst-Mach-Institut, EMI, en Friburgo calcula si el diseño del satélite o los componentes individuales resistirían una colisión. Para tal fin, PIRAT tiene en cuenta la trayectoria de vuelo de la misión planificada y los impactos de partículas que se esperan en esa región. Combinado con la simulación experimental de colisiones, Los investigadores de Fraunhofer EMI crean análisis de vulnerabilidad y conceptos de protección basados ​​en hechos. "PIRAT permite determinar la probabilidad de falla de los componentes individuales, incluso dentro del satélite, si un trozo de basura espacial perfora la pared externa al chocar y se extiende como una nube de fragmentos, "explica el Dr. Martin Schimmerohn de Fraunhofer EMI." Mediante la inteligente colocación de los componentes y la adición de finas capas protectoras, puede encontrar un diseño seguro con un impacto mínimo en el sistema en general ".

Pequeño satélite con componente impreso en 3-D

Gracias a las tecnologías innovadoras de Fraunhofer, No solo será más seguro viajar al espacio en el futuro, pero también más rápido y rentable. En forma de ERNST, Los científicos de Fraunhofer EMI han desarrollado un pequeño satélite que es liviano, confiable y multifuncional, lo que permitirá reducir los costos de desarrollo y el tiempo de órbita. "Generalmente, varios satélites pequeños viajan a cuestas con grandes vehículos de lanzamiento, lo que permite que incluso pequeños grupos de investigadores con recursos económicos limitados lleven a cabo pruebas en el espacio. En la investigación, este es un importante paso adelante para nosotros, "dice Thomas Loosen, Jefe de la Oficina Administrativa de Fraunhofer Space Alliance. Aunque los satélites pequeños no pueden transportar cargas útiles pesadas, pueden estar interconectados para formar constelaciones más grandes, permitiéndoles proporcionar servicios como la cobertura global de observación de la Tierra de alta calidad.

Cuando se ponga en órbita en 2021, ERNST estará equipado con una cámara de infrarrojos para la observación de la Tierra. Curiosamente, la cámara está montada en un soporte especial conocido como banco óptico, que se fabricó con tecnología de impresión 3D metálica. Los métodos de impresión 3-D ofrecen nuevos libertad de diseño casi ilimitada, así como tiempos de producción más cortos. Antes de ahora, se han utilizado de forma muy limitada en el sector espacial debido a las estrictas normas de seguridad y calidad. Con el nanosatélite ERNST, los investigadores de Fraunhofer EMI ahora tienen una plataforma de prueba a su disposición para demostrar esta prometedora tecnología del futuro.