Według NASA co piąty cubesat narusza ustalenia dotyczące jego deorbitacji w ciągu 25 lat od zakończenia misji.

W lipcowym wydaniu kwartalnika Orbital Debris Quarterly News, wydawanego przez biuro NASA – Orbital Debris Program Office istniejące przy Johnson Space Center, znalazło się opracowanie na temat spełniania wytycznych deorbitacyjnych przez misje typu cubesat.

Według NASA co piąty cubesat wysłany w latach 2003-2014 narusza międzynarodowe wytyczne, według których taki satelita powinien zostać usunięty z orbity w ciągu 25 lat od terminu zakończenia misji (siłami natury lub dedykowanym systemem pokładowym). Raport NASA wpisuje się w toczącą się aktualnie debatę na temat zagrożeń jakie może stanowić rosnąca ilość małych satelitów na orbicie.

Przynależność państwowa cubesatów wysłanych w latach 2003-2014 / Credit: JSC NASA

Przynależność państwowa cubesatów wysłanych w latach 2003-2014 / Credit: JSC NASA

Cubesat jest rodzajem małego satelity, składającego się z sześciennych “modułów”, o wymiarach 10 cm × 10 cm  × 10 cm i masie do 1 kg, tzw. 1U. Moduły można łączyć w większe konstrukcje, zwykle 3U lub 6U. Takie satelity najczęściej nie mają swojego napędu z racji swoich niewielkich rozmiarów. W większości przypadków są wynoszone jako ładunki dodatkowe, a ich właściciele godzą się na satelizację statków na orbitę taką, jaka jest wymagana przez główny ładunek misji. Z tego też powodu projektanci cubesatów rozpoczynając pracę nad misją zwykle nie wiedzą, na jaką dokładnie orbitę trafi ich urządzenie. Zazwyczaj nie mają też wyboru na to, jak i kiedy zostanie wyniesiony ich satelita – decydują się na pierwszą nadarzającą się okazję.

NASA zebrała dane z Joint Space Operations Center USAF o parametrach orbit 231 cubesatów wyniesionych w latach 2003-2014. Następnie za pomocą narzędzi modelujących określili oczekiwany czas pozostawania satelity na orbicie.

Cubesaty spełniające (niebieski) i niespełniające (czerwony) wymóg deorbitacji po 25 latach na orbicie / Credit: JSC NASA

Cubesaty spełniające (niebieski) i niespełniające (czerwony) wymóg deorbitacji po 25 latach na orbicie / Credit: JSC NASA

Spośród ponad dwustu satelitów, 61 tych statków kosmicznych pochodziło od podmiotów z USA i aż jedna trzecia z tej liczby (12 urządzeń) naruszało zasadę deorbitacji po 25 latach. Według przeprowadzonej analizy to właśnie amerykańskie cubesaty najczęściej naruszały przyjęte zasady. Dla 26 satelitów nie można było dobrze określić trwałości orbit, z uwagi na ich charakterystyki lub właściwości samego urządzenia. Jednakże w ujęciu procentowym, USA plasuje się poniżej średniej światowej.

Cubesaty wysyłane przez pozostałe kraje na świecie wypadają zwykle gorzej. Ponad jedna trzecia z 90 cubesatów nieamerykańskich pozostanie na orbicie dłużej niż 25 lat od zakończenia misji. NASA do takich statków zaliczyła też wszystkie trzy polskie satelity, PW-Sat, Brite-PL 1 i 2, które również należą do cubesatów. PW-Sat zszedł jednak z orbity w październiku 2014 roku, co oznacza, że wyliczenia zespołu NASA mogą być obarczone dużym błędem.

Wytyczne są spełnione głównie dla satelitów mających perygeum leżące na wysokości poniżej 600 km. Te krążące na wysokości 600-700 km są już na granicy spełniania tego warunku. Powyżej 700 km żaden cubesat nie spełnił wytycznych.

Twórcy misji często nie wiedzą na jaką orbitę trafi ich satelita, co może częściowo wynikać z braku dostosowania misji do wytycznych o deorbitacji. Dodatkowym utrudnieniem z pewnością jest fakt, iż wraz ze wzrostem wysokości maleje szczątkowy opór atmosferyczny, co znacznie utrudnia zejście jakiegokolwiek obiektu w sposób naturalny, jak to ma miejsce w przypadku orbit znajdujących się poniżej 300 kilometrów. Co więcej, małe rozmiary cubesatów utrudniają montaż dedykowanych systemów wspomagających deorbitację.

Do tej pory jednak żaden cubesat jeszcze nigdy nie zderzył się z innym statkiem kosmicznym, ale rosnąca popularność misji tego typu, coraz częściej rodzi pytanie o zagrożenie jakie mogą wkrótce stanowić.

PW-Sat, pierwszy polski satelita / Credits: SKA

PW-Sat, pierwszy polski satelita / Credits: SKA

Konstruktorzy cubesatów mają zatem przed sobą poważny problem techniczny i logistyczny. Najprostszy środek deorbitacji, czyli własny silnik satelity, w przypadku cubesatów nie wchodzi w rachubę, gdyż są one za małe na jego przenoszenie. Nadzieję stanowią lekkie systemy “hamulców aerodynamicznych”, które zwiększając efektywną powierzchnię satelity, zwiększają jego opór aerodynamiczny w szczątkowej atmosferze. Taki system deorbitacji miał przetestować m.in. polski PW-Sat, jednak z powodu usterki technicznej do testu nie doszło, a satelita zszedł z orbity w sposób naturalny.

(NASA, SN)

Przekaż dalej

1 komentarz

  1. Niektórzy prorocy zaczynają głosić, że zagrożenie to powiększą wkrótce dodatkowo, odcięte na okołoziemskiej orbicie ludzkie głowy, czyli cubesaty made in ISIS.