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Apr 20, 2024

衛星がドラッグセイルを展開し、5年早く軌道から離脱

地球を周回する「物体」が増加する時代において、大きな懸念の 1 つは、ある衛星が別の衛星に衝突した場合に何が起こるかということです。 その結果、爆発、衝突の連鎖反応、または閉鎖が起こる可能性があります。

地球を周回する「物体」が増加する時代において、大きな懸念の 1 つは、ある衛星が別の衛星に衝突した場合に何が起こるかということです。 その結果、爆発、衝突の連鎖反応、あるいは軌道の閉鎖が起こる可能性があります。 それは壊滅的な事態になります。 しかし、SBUDNICと呼ばれる小型衛星が予想よりも早く地球に帰還しました。 その目標は、宇宙ゴミを処理する低コストの方法を実証することです。

SBUDNIC は、ブラウン大学で工学部のリック フリーター教授が教える「宇宙システムの設計」のクラスに参加していた学生グループによって発案されました。 それは、既製のコンポーネント (エナジャイザー バッテリー 48 個を含む)、小型カメラ、およびプラスチックのドラッグ セイルで作られた 3U の CubeSat でした。 これは、地球および太陽系全体で使用されている (または使用が提案されている) 他の多くの CubeSat に加わります。

チームは、2022 年 5 月 25 日に SpaceX ロケットでこのロケットを打ち上げました。アマチュア無線ベースの Arduino プロトタイピング プラットフォームを通じて通信しました。 これらは、軽量で信頼性があるため、3U Cubesat に搭載されてよく使用されます。 その目的は、手頃な価格の軌道離脱方法を示すことでした。

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5月にブラウン大学を卒業し、プロジェクトリーダーの1人だったセリア・ジンダル氏は、「私たちはミッション終了後に宇宙ゴミを軌道から外す方法があり、それほど費用がかからないことを証明しようとしていた」と語った。 「これは私たちにそれができることを示しました。 私たちは衛星を軌道から外すことに成功し、地球の軌道上のスペースを占有しなくなりました。 さらに重要なのは、このプロジェクトは、宇宙ゴミ問題と戦うために、費用対効果の高い重要な計画を導入できることを示すのに非常に役立ちました。」

高度520キロメートルの軌道に乗ると、宇宙船の帆がパカッと開きました。 そのドラッグセイルは、宇宙船の速度を落とすドローグシュートのようなものだと考えてください。 それは小さな宇宙船を徐々に地球の大気圏に押し戻すのに役立ちました。 帆が非常に効率的で、それが衛星の高度を下げるのに役立ったことが判明した。 今年３月には４７０キロまで落ちた。 その後、2023 年 8 月 8 日には、最後に確認された位置である 147 キロメートルまで低下しました。 その直後、大気圏再突入の熱によりトルコ上空で燃え尽きた。

これは非常に迅速な再突入であり、他の衛星にとって有用な技術を実証しています。 かつては、これらの物体は最長 25 年間軌道上に留まる可能性がありました。 しかし、2022 年に連邦通信委員会は、衛星の軌道離脱に関する新しい 5 年間のルールを作成しました。 それは、高度数キロメートル未満に到達した宇宙船は、できるだけ早く、ミッション終了後5年以内に軌道から離脱しなければならないと規定している。

もう一つ考慮すべきことは太陽活動です。 それは太陽活動極大期に地球の大気を「膨らませる」原因となります。 これにより、低軌道衛星に対する抵抗が増加します。 これは衛星通信事業者が直面する既知の問題です。 ブラウンの学生 SBUDNIC プロジェクトによって実証された低コストの既製技術は、予期せぬ軌道離脱に対する有用なソリューションを提供します。

地球近傍空間での突然の軌道離脱やその他の大惨事は、すべての衛星運用者にとって恐れるものです。 それが、そもそも学生プロジェクトのきっかけとなったのです。 「これらは恐ろしいシナリオですが、残念ながら、数字は確率的に、最終的にはこれが起こることを示しているので、私たちは備える必要があります」とブラウン大学を昨年卒業し、生物医用工学の修士号を取得し、大学の主任技師を務めたマルコ・クロス氏は語った。スブドニック。

授業プロジェクトの一環として CubeSat を使用してテスト衛星を作成することは、工学部の学生にとって理論を実践する絶好の機会となりました。 プロジェクトの費用は約 10,000 ドルで、学生たちは「スケッチからローンチまで」の素早いターンアラウンドを練習することができました。 「これは異例の状況であり、われわれはそれを利用した」とフリーター氏は語った。

成功した概念実証は、D-Orbit、AMSAT-Italy、La Sapienza-University of Rome、NASA Rhode Island Space Grant などの業界パートナーによって支援されました。 この結果は、宇宙ゴミを削減する取り組みにプラスの影響を与える可能性がある。 2022年にブラウン大学を卒業し、SBUDNICの社員だったデラジ・ガンジクンタ氏は、「宇宙ゴミを捕獲して軌道の外に持ち出す宇宙牽引車や宇宙ネットのようなコンセプトで、宇宙ゴミの問題を解決しようとしている企業がある」と語る。リードプログラムマネージャー。 「SBUDNIC の驚くべき点は、これらのソリューションのどれよりもコストが大幅に低いことです。 問題になってからジャンクを宇宙から持ち出すのではなく、人工衛星に投げ込むだけで宇宙滞在時間を大幅に短縮できる30ドルの抗力装置があります。」