Spacecraft Speedometer: Νέα συσκευή υπόσχεται επανάσταση στην παρακολούθηση δορυφόρων

Επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos σε συνεργασία με την Ακαδημία Αεροπορίας των ΗΠΑ ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή συσκευή που μπορεί να μετρά σε πραγματικό χρόνο την ταχύτητα των δορυφόρων στο Διάστημα. Η καινοτόμος αυτή τεχνολογία, με την ονομασία Spacecraft Speedometer, υπόσχεται να μειώσει σημαντικά την εξάρτηση των διαστημικών σκαφών από επίγεια ραντάρ και το σύστημα GPS.

Αυτονομία για τους δορυφόρους

Μέχρι σήμερα, ο εντοπισμός της θέσης και της ταχύτητας των δορυφόρων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την επαφή τους με σταθμούς εδάφους ή το GPS, διαδικασίες που μπορεί να διαρκέσουν ώρες ή και ημέρες. Επιπλέον, το GPS καθίσταται αναξιόπιστο σε περιόδους έντονης ηλιακής δραστηριότητας, ακριβώς όταν η ακρίβεια στην παρακολούθηση είναι ζωτικής σημασίας για την αποφυγή συγκρούσεων με διαστημικά σκουπίδια.

Η ανάγκη για αυτόνομες λύσεις παρακολούθησης γίνεται ακόμα πιο επιτακτική, καθώς η χαμλή γήινη τροχιά (LEO) γεμίζει με εκθετικά αυξανόμενο αριθμό δορυφόρων: από περίπου 2.287 το 2019, σε πάνω από 10.000 το 2024. Σε αυτό το πλαίσιο, η δυνατότητα ενός δορυφόρου να μετρά την ταχύτητά του μόνος του και σε πραγματικό χρόνο θεωρείται καθοριστικό βήμα για την ασφάλεια της τροχιάς και την αποτροπή συγκρούσεων.

Πώς λειτουργεί το διαστημικό ταχύμετρο

Ο επικεφαλής του έργου, Carlos Maldonado από την ομάδα Διαστημικής Επιστήμης και Εφαρμογών του Los Alamos, εξηγεί ότι η νέα συσκευή βασίζεται σε ένα διαισθητικό φυσικό φαινόμενο. Παρομοιάζει τον μηχανισμό με ένα αυτοκίνητο που κινείται σε δυνατή βροχή: το παρμπρίζ (το εμπρόσθιο τμήμα) δέχεται πολύ περισσότερες σταγόνες νερού, και με μεγαλύτερη ένταση, σε σχέση με το πίσω μέρος.

Αντίστοιχα, το διαστημικό ταχύμετρο μετρά τη ροή φορτισμένων σωματιδίων (ιόντα και ηλεκτρόνια) της ανώτερης ατμόσφαιρας της Γης μέσω δύο μικροσκοπικών αισθητήρων πλάσματος, ένας στραμμένος προς τα εμπρός (ram sensor) και ένας προς τα πίσω (wake sensor). Ο μπροστινός αισθητήρας ανιχνεύει περισσότερα σωματίδια και με υψηλότερη ενέργεια, ενώ ο πίσω λιγότερα και χαμηλότερης ενέργειας. Από τη σύγκριση των δεδομένων, ο δορυφόρος υπολογίζει την ταχύτητα κίνησης του με ακρίβεια και χωρίς καθυστέρηση.

Πολλαπλές εφαρμογές και πλεονεκτήματα

Πέρα από την ταχύτητα, η συσκευή αυτή προσφέρει επιπλέον ανάλυση του τοπικού διαστημικού περιβάλλοντος, όπως για παράδειγμα το ηλεκτρικό φορτίο του δορυφόρου. Οι πληροφορίες αυτές βοηθούν στην πρόληψη ηλεκτρικών δυσλειτουργιών ή ζημιών που προκαλούνται από συσσώρευση φορτίου.

Επιπλέον, το γεγονός ότι δεν εξαρτάται από GPS, την καθιστά ιδιαίτερα χρήσιμη σε αποστολές σε άλλους πλανήτες ή σε συνθήκες έντονης ηλιακής δραστηριότητας, όπου το σήμα του GPS είτε είναι ανύπαρκτο είτε αλλοιώνεται σημαντικά.

Η τεχνολογία αυτή βρίσκεται ήδη σε διαδικασία κατοχύρωσης διπλώματος ευρεσιτεχνίας, ενώ δεν έχει ακόμη ανακοινωθεί πότε θα ενσωματωθεί σε ενεργές διαστημικές αποστολές. Ωστόσο, οι ειδικοί εκτιμούν ότι θα μπορούσε να αποτελέσει καθοριστικό εργαλείο για τη διαχείριση της διαστημικής κυκλοφορίας και την προστασία των δορυφορικών υποδομών.

Ένα μικρό βήμα για την τεχνολογία, ένα τεράστιο για την ασφάλεια στο Διάστημα

Καθώς το Διάστημα γίνεται όλο και πιο πυκνοκατοικημένο, οι λύσεις όπως το Spacecraft Speedometer αναμένεται να διαδραματίσουν κεντρικό ρόλο στην αποτροπή συγκρούσεων, στην επέκταση της διάρκειας ζωής των δορυφόρων και, εν τέλει, στη βιώσιμη παρουσία της ανθρωπότητας στην τροχιά της Γης και πέρα από αυτήν.

[via]