NASA in druge vesoljske agencije že od šestdesetih let vse več stvari pošiljajo v orbito. Med porabljenimi fazami raket, porabljenimi ojačevalniki in sateliti, ki so postali nedejavni, ni manjkalo umetnih predmetov, ki lebdijo tam zgoraj. Sčasoma je to ustvarilo pomembno (in naraščajočo) težavo vesoljskih naplavin, ki predstavljajo resno grožnjo Mednarodni vesoljski postaji (ISS), aktivnim satelitom in vesoljskim plovilom.
Medtem ko NASA in druge vesoljske agencije redno spremljajo večje koščke naplavin - od 5 centimetrov do premera 1,0 m (1,09 jardov), manjših kosov ne moremo zaznati. V kombinaciji s tem, kako pogosti so ti majhni koščki naplavin, to predstavlja predmete, ki merijo približno 1 milimeter, resno grožnjo. Za reševanje tega se ISS opira na nov instrument, znan kot senzor vesoljskih razbitin (SDS).
Ta kalibriran senzor za udarce, ki je nameščen na zunanjosti postaje, spremlja vplive, ki jih povzročajo majhni vesoljski odpadki. Senzor je bil v ISS vgrajen septembra, kjer bo spremljal vplive v naslednjih dveh do treh letih. Te informacije bodo uporabljene za merjenje in karakterizacijo orbitalnega naplavin in za pomoč vesoljskim agencijam pri pripravi dodatnih protiukrepov.
Če meri približno 1 kvadratni meter (~ 10,76 ft²), je SDS nameščen na zunanjem mestu koristnega bremena, ki se sooča s vektorjem hitrosti ISS. Senzor je sestavljen iz tanke sprednje plasti Kaptona - poliimidnega filma, ki ostane stabilen pri ekstremnih temperaturah - za njim pa sledi drugi sloj, ki se nahaja za njim 15 cm (5,9 palca). Ta druga plast Kaptona je opremljena z akustičnimi senzorji in mrežo uporovnih žic, ki ji sledi senzorjsko vgrajena zadnja pot.
Ta konfiguracija omogoča senzorju merjenje velikosti, hitrosti, smeri, časa in energije vseh majhnih naplavin, s katerimi pride v stik. Medtem ko akustični senzorji merijo čas in lokacijo prodornega udarca, rešetka meri spremembe upora, da bi zagotovili ocene velikosti udarne glave. Senzorji na vzvratni stopnji merijo tudi luknjo, ki jo ustvari udarna glava, ki se uporablja za določanje hitrosti udarne glave.
Te podatke nato znanstveniki preučijo na testnem zavodu White Sands v Novi Mehiki in na univerzi v Kentu v Veliki Britaniji, kjer se v nadzorovanih pogojih izvajajo testi hipervelodityja. Kot je za Space Magazine po e-pošti povedal dr. Mark Burchell, eden od preiskovalcev in sodelavcev SDS z univerze v Kentu:
"Ideja je večplastna naprava. Ko pridete skozi vsak sloj, dobite čas. S triaguliranjem signalov v plasti dobite položaj v tej plasti. Torej dvakrat in položaji dajo hitrost ... Če poznate hitrost in smer, lahko dobite orbito prahu in to vam lahko pove, če verjetno izvira iz globokega vesolja (naravni prah) ali je v zemeljski orbiti podobni satelitom, zato je verjetno, da so odpadki. Vse to v realnem času, kot je elektronsko. "
Ti podatki bodo izboljšali varnost na krovu ISS, tako da bodo znanstveniki lahko spremljali nevarnosti trkov in ustvarili natančnejše ocene, kako v vesolju obstajajo drobni odpadki. Kot je navedeno, večje koščke naplavin v orbiti redno spremljamo. Ti so sestavljeni iz približno 20.000 predmetov, ki so približno velikosti bejzbola, in dodatnih 50.000, ki so približno velikosti marmorja.
Vendar je SDS usmerjen v predmete s premerom od 50 mikronov do enega milimetra, ki jih je na milijone. Dejstvo, da se ti predmeti premikajo s hitrostjo nad 28.000 km / h (17.500 mph), čeprav je majhen, pomeni, da lahko še vedno povzročijo znatno škodo satelitom in vesoljskim plovilom. S tem, ko bo v teh časih lahko dojel občutek teh predmetov in kako se njihova populacija spreminja, bo NASA lahko ugotovila, ali se težava orbitalnih naplavin poslabša.
Vedeti, kakšno je stanje z naplavinami, je tudi bistveno najti načine, kako ga omiliti. To ne bo prav prišlo le pri operacijah na ISS, temveč tudi v prihodnjih letih, ko bosta v vesolje prišla sistem Space Launch System (SLS) in kapsula Orion. Kot je dodal Burchell, bo vedenje o verjetnosti trčenja in vrstah škode lahko pripomoglo k obveščanju o načrtovanju vesoljskih plovil, zlasti kadar gre za zaščito.
"[O] ker poznate nevarnost, ki jo lahko prilagodite zasnovi prihodnjih misij, da jih zaščitite pred udarci, ali pa ste bolj prepričljivi, ko proizvajalcem satelitov sporočate, da bodo morali v prihodnosti ustvariti manj naplavin," je dejal. "Ali veste, ali se morate resnično znebiti starih satelitov / smeti, preden se razbije in razkaže zemeljsko orbito z drobci drobcev lestvice mm."
Dr. Jer Chyi Liou je poleg tega, da je bil so-preiskovalec SDS, tudi glavni znanstvenik NASA za orbitalne naplavine in programski vodja Programskega urada za orbitalne naplavine v vesoljskem centru Johnson. Kot je za Space Magazine pojasnil po e-pošti:
"Milimetrski orbitalni odpadki predstavljajo najvišje tveganje za penetracijo za večino operativnih vesoljskih plovil v nizki zemeljski orbiti (LEO). Misija SDS bo služila dvema namenoma. Najprej bo SDS zbral koristne podatke o drobnih naplavin na nadmorski višini ISS. Drugič, misija bo prikazala zmožnosti trajnostnega razvoja in NASA omogočila iskanje možnosti misije za zbiranje neposrednih merilnih podatkov o milimetrskih naplavinah na višjih nadmorskih višinah LEO - podatki, ki bodo potrebni za zanesljive orbitalne ocene naplavin in njihove stroške - učinkoviti omilitveni ukrepi za boljšo zaščito prihodnjih vesoljskih misij v LEO. "
Rezultati tega eksperimenta temeljijo na predhodnih informacijah, pridobljenih s programom Space Shuttle. Ko so se šibice vrnile na Zemljo, so ekipe inženirjev pregledale strojno opremo, ki je trčila, da bi določili velikost in hitrost udarcev naplavin. SDS potrjuje tudi sposobnost preživetja tehnologij senzorjev za udar v prihodnjih misijah na višjih nadmorskih višinah, kjer je tveganje od naplavin do vesoljskih plovil večje kot na nadmorski višini ISS.
