Polacy posprzątają kosmos

PAP: Lemur – robotyczne ramię budowane przez polskich naukowców – niczym perfekcyjna ręka może wyłapywać z kosmosu duże kosmiczne śmieci, np. nieczynne satelity. W przyszłości może przydać się do serwisowania ISS, satelitów telekomunikacyjnych czy budowy laboratoriów orbitalnych.

Na orbicie okołoziemskiej znajdują się już tysiące kosmicznych śmieci. Powstają one np. w efekcie nieplanowanego zderzenia satelitów poruszających się po zbliżonej trajektorii. Po zderzeniu rosyjskiego satelity z satelitą konstelacji Iridium powstało ponad trzy tysiące kawałków. Część kosmicznych śmieci stanowią elementy nośne rakiet wynoszących obiekty na orbitę okołoziemską, inne – to nieczynne już satelity, a nawet przedmioty pozostawione w kosmosie przez astronautów: rękawiczka zgubiona przez astronautę Eda White’a albo worki z prawdziwymi śmieciami z radzieckiej stacji Mir.

– Takie nieużyteczne, krążące po orbitach satelity stanowią zagrożenie dla infrastruktury orbitalnej – np. misji monitorujących środowisko ziemskie czy misji kosmicznych. Nawet małe kosmiczne śmieci – rzędu 5 cm – lecą z prędkością kilku kilometrów na sekundę. To znacznie więcej niż prędkość kuli wystrzelonej z karabinu, co powoduje, że mogą z łatwością uszkodzić inne pracujące satelity. Jeszcze większym zagrożeniem są duże, pozbawione kontroli satelity  – mówi dr inż. Karol Seweryn z Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Jednym z największych kosmicznych śmieci jest satelita Envisat nieczynny od 2009 roku. Jego usunięcie to bardzo ambitna misja, bo obiekt ma 8 metrów długości i waży 8 ton. Ponadto porusza się bardzo skomplikowanym ruchem obrotowym, co komplikuje manewr przechwycenia tego obiektu. Europejska Agencja Kosmiczna planuje pozbyć się tego kłopotliwego satelity w 2022 roku. Pomysłów na jego usunięcie jest kilka. To m.in. złapanie satelity za pomocą robotycznego ramienia, umieszczonego na tzw. satelicie serwisowym. W praktyce satelita serwisowy miałby się zbliżyć do kosmicznego złomu, a następnie dopasować swoje względne położenie i orientację, tak aby umożliwić bezpieczne działanie ramienia robotycznego. Finalnym etapem jest ruch manipulatora po specjalnej trajektorii zapewniającej bezpieczne chwycenie obiektu i jego późniejszą stabilizację.

Nad przygotowaniem takiego manewru pracuje międzynarodowy zespół naukowców i inżynierów. Projekt kierowany jest przez hiszpańską firmę GMV, a partnerami są firmy włoskie, portugalskie oraz Centrum Badań Kosmicznych PAN z Warszawy. Projekt o nazwie ORCO realizowany jest na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Jednym z ważniejszych elementów prowadzonych prac jest Lemur – robotyczne ramię, przygotowane przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych PAN. Umożliwi ono przeprowadzenie kluczowego manewru misji: złapanie kosmicznego śmiecia.

– Zamontowany na manipulatorze chwytak złapałby nieczynnego satelitę za obręcz, którą kiedyś był on umocowany do rakiety wynoszącej go w przestrzeń kosmiczną. Tak złowionego satelitę można później unieszkodliwić – mówi twórca manipulatora dr inż. Karol Seweryn z CBK PAN. I dalej: – Najpierw musimy zidentyfikować obiekt odległy od nas o wiele kilometrów, aby wiedzieć, jak się on porusza i rotuje w kosmosie. Z jego ruchem należy zsynchronizować ruch satelity, który ma się zbliżać do kosmicznego śmiecia i złapać go, minimalizując ryzyko zderzenia. W przypadku kolizji – zamiast pomóc – możemy bowiem przyczynić się do powstania wielu kolejnych kosmicznych śmieci.

Robotyczne ramię mogłoby wyłapywać zwłaszcza większe obiekty, np. wspomnianego satelitę Envisat. – Używanie go do usuwania mniejszych obiektów nie ma większego sensu. W tym przypadku lepsze byłoby zastosowanie innego rozwiązania, np. siatki – uważa dr Seweryn.

Lemur, nad którym pracują Polacy, to demonstrator technologii. Gdyby Europejska Agencja Kosmiczna zdecydowała się na łapanie dużych kosmicznych śmieci właśnie z jego pomocą – do dyspozycji będzie już przetestowana technologia, którą można rozwijać z wykorzystaniem środków narodowych agencji kosmicznych czy środków ESA. W przyszłości Lemur mógłby posłużyć np. serwisowania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej – ISS, satelitów telekomunikacyjnych czy montażu i budowy laboratoriów orbitalnych.

Źródło: PAP – Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska