宇宙の破片の取り外しの代表団のための電気推進の傾向を出すこと

軌道の破片の成長の挑戦

宇宙時代から明けてきた、衛星、ロケット、断片が地球軌道に蓄積してきた。ヨーロッパ宇宙庁によると、現在10cmを超える36,500以上のオブジェクトが追跡され、数千の小片が、宇宙船に衝突リスクを投げかけています。このデブリは、このデブリは、ケスラー症候群として知られる衝突のカスケードをトリガーし、オルビタルバンド全体が動乱するような動きを抑制することができました。したがって、これらのミッションは、これらのミッションを欠かせません。

破片の取り外しのための電気推進の利点

電気推進システムは、従来の化学スラスターよりもいくつかの基本的な利点を提供します残骸除去ミッション。最も重要なのは]です。特異的な衝動 - 電気スラスターは、典型的に、化学エンジンの200〜450 sと比較して、1,500〜3,000 s以上のIsp値を達成します。これは、速度の同じ合計変化に対して、破片除去車両がより少ない推進力を持ち、質量メカニズムをキャプチャしたり、複数のミッションを誘導したり、複数のミッションを誘導したりすることができます。

もう1つの重要な利点は推圧推圧制御です。電気推圧器は、幅広い範囲にわたってスロットルし、短パルスで動作させることができます。また、回転破片の再ndezvousと安定化のために必要とされる細かい操縦を有効にします。彼らの長い操作寿命 - 数千時間の10 - また、単一の宇宙船が数か月以上または数年にわたってバーンすることを可能にします。

トレードオフとシステムレベルのインプリケーション

電動推進は、高効率を誇りに思いますが、その低推圧(特にミシネクトンからニュートンレンジ)は、操縦者が化学的推進力よりも長くかかることを意味します。これは、特に時間感度の高い破片の遭遇のために、慎重なミッション計画が必要です。しかし、減らされた推進力量は、起動コストを削減したり、より小さい、より軽い宇宙船バスを可能にすることができます。電気推進はまた、強烈な電力調節と熱管理システムを必要としますが、太陽配列技術とバッテリー貯蔵の進歩は、これらの要件を管理することになります。

ADR用電気推進技術の種類

ホール効果のスラスター

ホール効果推圧器(HET)は、電磁界に電子をトラップし、電気的能力を横断するイオンを加速することによって、推圧を生成します。それらは、推圧密度と効率のバランスが良く、通常、約1,500〜2,500秒のIspで推圧の10〜500 mNを生成します。 SPT-100などの商用利用可能なHETは、多数の地質衛星に飛行遺産を持ち、スケールされたバージョンは、残骸除去のために適応しています。彼らの能力は、それらに集中力を与えます(1〜5kW)。

イオンスラスター

イオンスラスターは、静電グリッドを使用してイオンを加速させ、任意の成熟した電気推進タイプの最も高い特定の衝動を達成する - 多くの場合、3,000 秒を超える。推圧は、同様の電力レベルでホールスラスターよりも低いが(例えば、20〜100 mN)、質量節約は相当することができます。 NASAエボリューションアノンスラスター(NEXT)と欧州のT6スラスターは、それらが十分な距離を削減するために、より長い距離を削減する、または十分な距離を削減するために、十分な時間がかかります。

エレクトロスプレーのスラスター

エレクトロスプレーまたはイオンスラスターは、エミッタの配列を使用して、イオン液体または溶融金属プロペラントから、充電された滴やイオンを抽出します。それらは、小型でスケーラブルなモジュール(電気マイクロプロポーション)で構築できます。小型の破片除去衛星やキャプチャ操作時の姿勢制御に最適です。サブミリラインワットレベルのスラストをパルスする能力は、非協調的なオブジェクトをグラッブするときにするために必要な絶妙な位置決め精度を可能にします(Isssssssssssssssss)。初期の手順は、または、または、または、または、非常に高い手順を実証する。

残骸除去のための電気推進の傾向を新興

ハイブリッド推進システム

単一推進技術は、破片除去ミッションのすべてのフェーズを満たしません。電気と化学スラスターを組み合わせたハイブリッドアーキテクチャは、トラクションを獲得しています。化学スラスターは、軌道の上昇と迅速な平面変化に必要な高推圧を提供しますが、電気スラスターは、長い、燃料効率の高い転送、レンデゾバス、およびデオビットの燃焼を処理する一方で、。例えば、ELSA-d ミッション(Astroscale Chemical Injection)は、電気スラスターが、または複合的なシステムと、および複合的なアプローチを最適化するなどの用途に利用します。

高度な電源とソーラー電気推進

電力供給としてのみ、電気推進が可能です。新興トレンドには、超軽量のソーラーアレイ(例えば、ロールアウトのフレキシブルブランケットリーチ)が搭載され、宇宙船で10〜30kWの電力を供給し、高推圧ホールスラスターまたは複数のイオンスラスターを同時に動作させることができます。次世代太陽電池は、最大35%(マルチ‐ジャンクションIII‐Vセル)を超える高質量比のパワーをさらに向上させます。電動蓄電器を使用して、高エネルギーを直接電力に送電することにより、より効率的な電力を電力にすることができます。

自律ナビゲーションとAI-Driven Maneuverプランニング

残骸の除去には、しばしば解剖不可能で協力的なビーコンがないオブジェクトと再建する必要があります。各バーンが地面から事前に入力する必要がある場合、電気推進の長期バーンの持続時間は、非現実的です。代わりに、最近のミッションは、]]]自動ガイダンス、ナビゲーション、および制御(GNC)[システムが、カメラ、Lidarsion、および自動運転計画を最適化し、リアルタイムで測定および測定を最適化する予定です。

プラム・デブリ相互作用の緩和

近接操作における電気推進に永続的な関心は、推圧器からの高速度イオンがターゲットの破片にインペインし、その態度を変えたり、それをプッシュしたりすることができることです。 low-energy ion ビームに研究 および divergence-reducing 磁気シールド は約束を示すことができます。例えば、高層構造の ion 推圧器と spegence は、より低い s の動作を測定する測定値が、測定値が低下すると測定値が変化する測定値測定値測定値 ( ) 測定値が測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値測定値

軌道燃料と寿命延長

電気推進スペースのタッグを燃料にする能力は、オブジェクトが削除されたコストを劇的に低下させる可能性があります。アイデアは、デブリを集める単一のサービスプラットフォームを起動し、タンカーによって給油され、操作を継続することです。 NASAのOSAM-1(以前Restore-L)とSpaceLogistics Mission Extension Pod(MEP)は、軌道給油に対する初期のステップです。電気推進のために、プロペラを転送(典型的には、バリスタリングまたはバリスタリングを解除する)、および低負荷を低減することを可能にします。切断は、または、切断の欠航路化が有効である場合、または切断が有効である場合。

大規模の残骸の取り外しのための未来の展望

規制およびポリシードライバ

UN Space Debris Mitigationガイドラインなどの国際ガイドラインは、衛星が25年以内に生命の終端に処分されることを推奨します。しかし、コンプライアンスは自主的であり、遺産の破片の蓄積は継続しています。例えば、米国連邦通信委員会の5年にわたる規制は、積極的な除去サービスのための市場を創出しています。ESAのような代理店は、ClearSpace-1ミッションにコミットしており、これは、ホールダレーダが電力需要を増加させ、ACアダプターとして、100kgの需要を増加させます。

分散アーキテクチャによるスケーリング

大規模なオブジェクトを除去するために一つの大きな宇宙船を送る代わりに、説得力のある傾向は[の配布された小さな衛星の使用です。コンパクトな電気スプレースラスタが装備されている小型の破片-残留衛星の星座は、複数の中規模のオブジェクトをターゲットにすることができます。 iBOSS(オン軌道サービシング用インテリジェントビルディングブロック)の概念とDEOS(ドイツ)の使命は、モジュール式制御に必要な範囲を最適化し、必要な範囲を削減し、十分な効率性を向上します。

空間内製造と組立によるシナジー

長期の電力増量は、残骸除去だけでなく、より大きな構造物の軌道アセンブリを可能にします。再利用可能なロケットが起動コストを削減するにつれて、効率的なソーラー電気推進力でビルディングブロックを所定の位置に移動する能力が魅力的になります。顆粒とデビットの同じ推圧技術は、後で大きな望遠鏡や燃料デポを建設するために再構成される可能性があります。このデュアルユースメリットは、直接、電力供給システムに電力を加速する可能性があります。

要約では、電気推進はニッチ技術からアクティブ・デブリ除去の角石へと移行しています。ホール、イオン、電気スプレー・スラスターの継続的な進歩により、オートノマイズ・GNC、パワー・システム、今後10年間は、危険なデブリを積極的に除去する運用ミッションの最初の波を見る可能性が高い。これらのシステムは、既存の宇宙資産を保護するだけでなく、持続可能な軌道環境のためのステージを設定します。電気推進が将来の世代に安全に必要な精度と効率性を確保する1つ。

外部リンク:
•ESA – 宇宙の破片について
•[]]]]NASA – OSAM-1 ミッションの概要 - [FLT:[FLT:[FLT:] [FLT:[FLT:]] [[FLT:[FLT:[FLT:]]] [[FLT:[FLT:[F]]]]]]] [[[[FLT:[FLT:[F]]]]]] [[[[[[FLT:[FLT:[[[F]]]]]]]]]]]]]]]]] [[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[FLT]]]]]]]]