Un concepto para la eliminación de desechos espaciales mediante la eyección de impulso bidireccional desde un satélite. Crédito:Kazunori Takahashi.
La Tierra está actualmente rodeada de escombros lanzados al espacio durante varias décadas. Esta basura espacial puede chocar con los satélites, causando daños y creando más escombros. Para preservar un entorno espacial seguro, la remoción activa o la desorbitación de los desechos espaciales es un desafío tecnológico emergente. Si no se toman medidas correctivas en un futuro próximo, será difícil mantener las actividades espaciales humanas.
Para superar este problema, Hasta ahora se han propuesto varios métodos para la remoción y desorbitación de escombros. Estos se clasifican como métodos de contacto (p. Ej., brazo robotico, red de sujeción, amarre electrodinámico) o métodos sin contacto (p. ej., láser, pastor de haz de iones), con los métodos sin contacto demostrando ser más seguros.
El método sin contacto del pastor de haz de iones utiliza un haz de plasma expulsado desde el satélite para impartir una fuerza a los escombros, desacelerando así para que caiga a una altitud menor, volver a entrar en la atmósfera de la Tierra y quemarse naturalmente. Sin embargo, expulsar el haz de plasma hacia los escombros acelera el satélite en la dirección opuesta, lo que dificulta mantener una distancia constante entre los escombros y el satélite.
Para eliminar los escombros de forma segura y eficaz, Se deben montar dos sistemas de propulsión en el satélite para expulsar haces de plasma bidireccionales (Figura 1). Esto interfiere con la integración de un sistema de satélite que requiere la reducción del peso y tamaño de un satélite.
Esquema de un propulsor de plasma de rf con boquilla magnética (propulsor de plasma de helicón) que tiene dos salidas de fuente abierta y fotografías de los tres modos de funcionamiento en la prueba de laboratorio. Crédito:Kazunori Takahashi.
"Si la remoción de escombros se puede realizar mediante un solo sistema de propulsión de alta potencia, será de gran utilidad para la futura actividad espacial, "dijo el profesor asociado Kazunori Takahashi de la Universidad de Tohoku en Japón, quien lidera la investigación sobre nuevas tecnologías para eliminar desechos espaciales en colaboración con colegas de la Universidad Nacional de Australia.
El grupo de investigación japonés y australiano ha demostrado que un propulsor de plasma de helicón puede realizar la operación de eliminación de desechos espaciales utilizando un único sistema de propulsión (Figura 2). En el experimento de laboratorio, la eyección bidireccional de plumas de plasma desde el propulsor de plasma único se controló con precisión con un campo magnético e inyección de gas; luego, se midió la fuerza de desaceleración impartida a un objeto que simulaba escombros mientras se mantenía la fuerza neta cero para el propulsor (y el satélite). El sistema, tener el propulsor de plasma único, puede ser operativo en tres modos operativos:aceleración del satélite; desaceleración del satélite; y remoción de escombros.
"El propulsor de plasma helicón es un sistema sin electrodos, lo que le permite llevar a cabo operaciones largas realizadas a un nivel de alta potencia ", dice Takahashi, "Este descubrimiento es considerablemente diferente a las soluciones existentes y hará una contribución sustancial a la futura actividad humana sostenible en el espacio".
