Ein Unternehmen namens Tethers Unlimited hat seine Umlaufbahn in einem erfolgreichen Test auf dem Satelliten Prox-1 eingesetzt. Der Satellit ist einer von vier Satelliten, die das Gerät tragen und als Terminatorband bezeichnet werden. Anstatt jahrelang oder jahrzehntelang im Weltraum zu bleiben und das wachsende Problem von Weltraummüll zu verstärken, verwendet Prox-1 sein Terminator Tape, um seine Umlaufbahn langsam zu senken.
Das Terminator Tape ist eine kostengünstige Lösung für das Problem, inaktive Satelliten aus dem Orbit zu entfernen. Die Raumfahrtindustrie boomt gerade und das führt zu dem wachsenden Problem der Weltraummüll. Es werden neue Richtlinien entwickelt, um Probleme zu lösen, und schließlich wird es Einschränkungen für die Lebensdauer eines Satelliten geben.
Als Reaktion auf diese Maßnahmen entwickelt Tethers Unlimited seine Technologie zur Umlaufbahn.
"Das schnelle Entfernen toter Satelliten auf diese Weise wird dazu beitragen, das wachsende Problem der Weltraummüll zu bekämpfen."
DR. ROB HOYT, CEO, TETHERS UNLIMITED
Das Terminator Tape ist ein kompaktes, leichtes Modul (weniger als 1 kg), das an CubeSats, NanoSats und Small MicroSats angeschlossen werden kann. Laut Tethers Unlimited hat es einen geringen Platzbedarf und sein Betrieb stellt kein Risiko für den Betrieb des Satelliten dar.
Das Band kann auf Befehl oder per Timer bereitgestellt werden und besteht aus einem langen, leitfähigen Band mit zwei optionalen Solarzellen. Im Einsatz erzeugt es laut der Website von Tethers Unlimited „neutralen Partikelwiderstand und passiven elektromagnetischen Widerstand, um die Umlaufbahn zu beschleunigen“.
"Dieser erfolgreiche Test zeigt, dass diese leichte und kostengünstige Technologie ein wirksames Mittel für Satellitenprogramme ist, um die Anforderungen an die Minderung von Trümmern in der Umlaufbahn zu erfüllen."
Dr. Rob Hoyt, CEO von Tethers Unlimited
Während des Prox-1-Tests wurde ein unabhängiger Timer verwendet und Anfang September 2019 ein 70 Meter langes Band eingesetzt. Laut dem US Space Surveillance Network begann Prox-1 sofort, seine Umlaufbahn 24x schneller als bei Satelliten zu senken ohne das Terminatorband.
"Drei Monate nach dem Start befahl unsere Timer-Einheit wie geplant dem Terminator Tape, sich zu entfalten, und wir können anhand von Beobachtungen des US Space Surveillance Network sehen, dass der Satellit sofort mehr als vierundzwanzig Mal schneller aus der Umlaufbahn kam", sagte Dr. Rob Hoyt, CEO von TUI, in einer Pressemitteilung. „Also, anstatt Hunderte von Jahren im Orbit zu bleiben. Das schnelle Entfernen toter Satelliten auf diese Weise hilft, das wachsende Problem der Weltraummüll zu bekämpfen. Dieser erfolgreiche Test zeigt, dass diese leichte und kostengünstige Technologie ein wirksames Mittel für Satellitenprogramme ist, um die Anforderungen zur Reduzierung von Trümmern in der Umlaufbahn zu erfüllen. “
Wenn das Terminatorband eingesetzt wird, zieht die Schwerkraft der Erde es fest und richtet es vertikal aus. Das Band interagiert dann mit dem Magnetfeld und der Ionosphäre der Erde. Während es sich mit hoher Geschwindigkeit durch die Magnetfeldlinien der Erde bewegt, wird im Band ein Strom induziert. Es wandelt im Grunde die Orbitalenergie der Satelliten in elektrische Energie um. Das Band wirkt wie ein Leiter und sein elektrischer Strom interagiert mit dem Magnetfeld, um Widerstand zu erzeugen.
Wenn sich ein Satellit in die Atmosphäre absenkt, erzeugt das Band weiteren Luftwiderstand und schließlich brennt der Satellit ab.
Die Funktion des Terminatorbandes hängt von Lorentz Force Interactions ab. Es funktioniert besonders gut im Low Earth Orbit (LEO), wo es eine nützliche Elektronendichte gibt. Das Terminatorband dient zum Absenken der Umlaufbahn eines Satelliten. Abhängig von der Ausrichtung können solche leitenden Bänder auch zum Anheben einer Umlaufbahn verwendet werden.
Der Aktuator, der das Band entfaltet, besteht aus einer Formgedächtnislegierung (SMA). Diese Legierungen haben eine ganz besondere Eigenschaft. Wenn sie kalt sind, können sie deformiert werden, aber wenn sie erhitzt werden, kehren sie in ihre ursprüngliche Form zurück. Zur Aktivierung benötigt der SMA-Aktuator eine sehr niedrige, aber konstante Stromquelle. Das Terminatorband benötigt keinen Strom vom Satelliten. Sie können mit ihren eigenen kleinen Solarzellen montiert werden. Dies bedeutet, dass sie an defekten Satelliten angebracht werden können, um sie zu umkreisen.
Diese Arten von Bändern können auch umgekehrt werden. Ein Netzteil kann den Strom in die entgegengesetzte Richtung treiben, wodurch die Umlaufbahn eines Satelliten erhöht werden kann. Eine mögliche Verwendung dieser Art von Geräten ist die Internationale Raumstation. Es muss regelmäßig Triebwerke abfeuern, um seine Umlaufbahn aufrechtzuerhalten, und der Treibstoff für diese Triebwerke muss von der Erde geliefert werden. Mit dem richtigen Haltegurt kann der Kraftstoffbedarf des Triebwerks reduziert oder beseitigt werden.
Derzeit wird das Terminator-Band jedoch auf kleinen Satelliten wie der Prox-1-Mission getestet. Weitere Tests sind geplant.
Laut Tethers Unlimited entwickeln sie eine Testmission mit Millennium Space Systems, TriSept und RocketLab. Sie erstellen ein Low-Earth-Flugexperiment mit strengen wissenschaftlichen Kontrollen, um die Leistung von zwei identischen Satelliten zu messen und zu vergleichen: einen mit Terminatorband und einen ohne.
Diese Mission heißt DragRacer und ist ein 25 kg schwerer Satellit, der sich in zwei identische Pakete aufteilt, wenn er seine 400 Kilometer lange kreisförmige sonnensynchrone Umlaufbahn erreicht. Man wird ein Terminator-Band bereitstellen und man wird es nicht. Einer der Satelliten bleibt etwa 8 Monate oder ein Jahr in der Umlaufbahn, während der mit dem Band voraussichtlich innerhalb von zwei bis vier Wochen in die Erdatmosphäre zurückkehren wird.
Mehr:
- Pressemitteilung: Beseitigung des Weltraummülls: Tethers Unlimited kündigt erfolgreichen Betrieb des Geräts zur Entfernung von Weltraummüll an
- Tethers Unlimited: Terminator Tape
- Space Magazine: Eine neue Art von Antriebssystem, das kein Treibmittel benötigt. Es wandelt Elektrizität in Schub um und umgekehrt.
