Sposób na kosmiczne śmieci

W 2017 roku na orbi­cie oko­ło­ziem­skiej obser­wo­wano pra­wie 18 tysięcy obiek­tów, z czego tylko 1,5 tysiąca to dzia­ła­jące sate­lity. Reszta przed­mio­tów w postaci szcząt­ków rakiet, frag­men­tów wypo­sa­że­nia czy nie­dzia­ła­ją­cych sate­li­tów, to kosmiczne śmieci. Czy mamy pomysł na zaprze­sta­nie zaśmie­ca­nia kosmosu?

Czas pracy typo­wego sate­lity to kilka do kil­ku­na­stu lat. Nie­stety, po tym okre­sie jesz­cze krąży wokół Ziemi śred­nio przez 25 lat zanim spło­nie w atmos­fe­rze. Przez ten czas pełni nie­chlubną rolę kosmicz­nego śmie­cia, zagra­ża­jąc innym obiek­tom poru­sza­ją­cym się na orbi­cie, choćby Mię­dzy­na­ro­do­wej Sta­cji Kosmicznej.
Liczba śmieci w kosmo­sie powoli zbliża się do war­to­ści kry­tycz­nej. Prze­kro­cze­nie tej bariery to ryzyko wystę­po­wa­nia koli­zji tych obiek­tów. Można sobie wyobra­zić, jak wygląda zde­rze­nie dwóch sate­li­tów pędzą­cych na sie­bie z pręd­ko­ścią kilku kilo­me­trów na sekundę! Takie wyda­rze­nie miało już miej­sce w 2009 roku, kiedy to zde­rzyły się sate­lity Iry­dium 33 i Kosmos 2251 two­rząc dodat­kowe 600 kawał­ków kosmicz­nych śmieci.
Jeżeli nie zatrzy­mamy zaśmie­ca­nia naszej orbity, dopro­wa­dzimy do efektu domina, czyli lawi­no­wego wzro­stu ilo­ści śmieci i znisz­cze­nia wszyst­kich obiek­tów krą­żą­cych wokół Ziemi.

 

Pomysł stu­den­tów z Poli­tech­niki Warszawskiej
Jedy­nym spo­so­bem na pozby­cie się zuży­tego sate­lity jest spa­le­nie go w atmos­fe­rze. Ale jak tego doko­nać nie­wiel­kim nakła­dem ener­gii, któ­rej pra­wie już nie ma nasz boha­ter? Nad tym pro­ble­mem gło­wili się stu­denci z Poli­tech­niki War­szaw­skiej i… wymy­ślili żagiel! A do tego zbu­do­wali sate­litę, który ma potwier­dzić ich teorię.

 

PWSat‑2 na orbicie 
Czwarty pol­ski sate­lita dostał się na orbitę oko­ło­ziem­ską przy pomocy rakiety Fal­con 9 w dniu 3 grud­nia 2018 roku, wraz z wie­loma innymi mikro-sate­li­tami. Kon­struk­cja o wymia­rach 10x10x20 cm zawiera kom­pu­ter pokła­dowy, bate­rie sło­neczne, aku­mu­la­tory, czuj­nik słońca, dwie kamery, moduł łącz­no­ści radio­wej i naj­waż­niej­sze – żagiel deor­bi­ta­cyjny z cien­kiej folii myla­ro­wej. Żagiel o powierzchni 4 m² będzie roz­wi­nięty w 40-tym dniu misji, jego zada­niem jest wyha­mo­wa­nie i spa­le­nie sate­lity w atmos­fe­rze ziem­skiej. Jeżeli eks­pe­ry­ment się powie­dzie, pomysł naszych stu­den­tów skróci czas deor­bi­ta­cji nie­czyn­nych sate­li­tów z 25 lat do kilku mie­sięcy, znacz­nie ogra­ni­cza­jąc przy­rost kosmicz­nych śmieci.

 

 

Łącz­no­ści z satelitą
Pod­czas misji nie­zbędny jest kon­takt radiowy z sate­litą w celu wyda­wa­nia komend oraz odbie­ra­nia tele­me­trii, zdjęć i wyni­ków eks­pe­ry­men­tów. Stu­denci posia­dają dwa ośrodki nasłu­chowe wypo­sa­żone w anteny kie­run­kowe ste­ro­wane kom­pu­te­rowo (War­szawa i Gli­wice). To wystar­cza do wysy­ła­nia roz­ka­zów ale nie zapew­nia cią­głego odbioru danych – PWSat‑2 jest widoczny nad Pol­ską w sumie tylko około 40 minut w ciągu doby. Auto­rzy pro­jektu zwró­cili się więc o pomoc do krót­ko­fa­low­ców, posia­da­ją­cych setki takich sta­cji nasłu­cho­wych na całym świe­cie. Przy­go­to­wano odpo­wiedni pro­gram kom­pu­te­rowy dla radio­ama­to­rów, deko­du­jący ode­brany sygnał i prze­sy­ła­jący dane do ser­wera Cen­trum Kie­ro­wa­nia Lotem. Dzięki temu, aktu­alną kon­dy­cję sate­lity można spraw­dzić na bar­dzo cie­ka­wej stro­nie PW-Sat2 Gro­und Station.

 

Odbiór sygnału w klu­bie SP9MOA
Na tere­nie Mło­dzie­żo­wego Obser­wa­to­rium Astro­no­micz­nego w Nie­po­ło­mi­cach posia­damy odpo­wiedni sprzęt do łącz­no­ści sate­li­tar­nych. Po krót­kich przy­go­to­wa­niach przy­stą­pi­li­śmy do odbioru danych z PWSat‑a. W trak­cie pisa­nia arty­kułu otrzy­ma­li­śmy podzię­ko­wa­nia od auto­rów pro­jektu za zde­ko­do­wa­nie już ponad 1500 pakie­tów zawie­ra­ją­cych cenne infor­ma­cje z pokładu sate­lity. Sprzęt nasłu­chowy zdal­nie nad­zo­ro­wany działa całą dobę, pro­szę więc nie dzi­wić się krę­cą­cym ante­nom na dachu Planetarium 😊

Przy­kła­dowy odbiór sygna­łów można zoba­czyć na filmie:

lub odwie­dzić nasz klub w każdy czwar­tek od godziny 18:00 (budy­nek Pla­ne­ta­rium) i obej­rzeć go na żywo.

73!

 

 

Mariusz Cie­luch SP9HSQ
Sekre­tarz Nie­po­ło­mic­kiego Klubu Krótkofalowców