L'orbita terrestre bassa assomiglia sempre più a una discarica sovraffollata. satelliti in disuso, stadi di razzi bruciati e migliaia di detriti prodotti da collisioni:tutte queste cose rappresentano una minaccia per le infrastrutture nello spazio. I ricercatori di Fraunhofer hanno sviluppato un nuovo sistema radar e altre tecnologie per fornire ai veicoli spaziali una migliore protezione contro la spazzatura spaziale. E non è tutto:in virtù di un agile piccolo satellite, gli scienziati ora stanno anche rendendo l'accesso allo spazio più rapido ed economico.

I rottami di rottami che sfrecciano rappresentano un serio pericolo per tutto ciò che si muove nello spazio. Per evitare questi detriti, è importante sapere dove si trova.

"Utilizzando il nuovo radar di sorveglianza GESTRA, è possibile rilevare oggetti e detriti in orbita terrestre bassa fino a 3000 chilometri, "dice Helmut Wilden, Team Leader per la tecnologia dei sensori RF multifunzionali presso l'Istituto Fraunhofer per la fisica delle alte frequenze e le tecniche radar FHR a Wachtberg vicino a Bonn. Sebbene GESTRA sia in grado di scansionare ampie aree di spazio 24 ore su 24, il sistema radar TIRA osserva i singoli oggetti più da vicino. "GESTRA monitora le distese dello spazio per stabilire se - e in effetti quanti - oggetti ci sono. TIRA può quindi produrre un'immagine dei singoli oggetti, consentendo loro di essere analizzati in modo più dettagliato, " spiega Jens Fiege, Responsabile della comunicazione interna ed esterna presso Fraunhofer FHR. Inoltre, con le sue antenne sensibili, TIRA è in grado di rilevare oggetti da pochi centimetri e oltre, permettendogli di misurare le loro traiettorie con alti livelli di precisione.

Analisi delle vulnerabilità e design intelligente

Quando le collisioni con i detriti sono inevitabili, materiali robusti e design intelligenti aiutano a proteggere i satelliti da gravi danni. Il nuovo software PIRAT del Fraunhofer Institute for High-Speed ​​Dynamics, Istituto Ernst-Mach, EMI, a Friburgo calcola se il progetto del satellite oi singoli componenti resisterebbero a una collisione. A tal fine, PIRAT fattori nella traiettoria di volo della missione pianificata e gli impatti di particelle previsti in quella regione. In combinazione con la simulazione sperimentale delle collisioni, i ricercatori del Fraunhofer EMI creano analisi di vulnerabilità basate sui fatti e concetti di protezione. "PIRAT consente di determinare la probabilità di guasto dei singoli componenti, anche all'interno del satellite, se un pezzo di spazzatura spaziale perfora la parete esterna in caso di collisione e si diffonde come una nuvola di frammenti, " spiega il dott. Martin Schimmerohn di Fraunhofer EMI. "Grazie al posizionamento intelligente dei componenti e all'aggiunta di sottili strati protettivi, puoi trovare un design sicuro con un impatto minimo sull'intero sistema."

Piccolo satellite con componente stampato in 3D

Grazie alle innovative tecnologie Fraunhofer, non solo sarà più sicuro viaggiare nello spazio in futuro, ma anche più veloce ed economico. Sotto forma di ERNST, gli scienziati del Fraunhofer EMI hanno sviluppato un piccolo satellite leggero, affidabile e multifunzionale, che consentirà di abbattere i costi di sviluppo e il time-to-orbit. "In genere, diversi piccoli satelliti viaggiano sulle spalle con grandi veicoli di lancio:questo consente anche a piccoli gruppi di ricercatori con risorse finanziarie limitate di eseguire test nello spazio. Nella ricerca, questo è un importante passo avanti per noi, "dice Thomas Allentare, Capo dell'ufficio amministrativo della Fraunhofer Space Alliance. Sebbene i piccoli satelliti non possano trasportare carichi pesanti, possono essere interconnessi per formare costellazioni più grandi, consentendo loro di fornire servizi come la copertura globale di osservazione della Terra in alta qualità.

Quando portato in orbita nel 2021, ERNST sarà dotato di una telecamera a infrarossi per l'osservazione della Terra. interessante, la telecamera è montata su una staffa speciale nota come banco ottico, che è stato prodotto utilizzando la tecnologia di stampa 3D metallica. I metodi di stampa 3D offrono nuovi, libertà di progettazione quasi illimitata e tempi di produzione più brevi. Prima di adesso, sono stati utilizzati in modo molto limitato nel settore spaziale a causa dei rigorosi standard di sicurezza e qualità. Con il nanosatellite ERNST, i ricercatori del Fraunhofer EMI hanno ora a disposizione una piattaforma di test per dimostrare questa promettente tecnologia del futuro.