Од 1960-их, НАСА и друге свемирске агенције шаљу све више и више ствари у орбиту. Између потрошених фаза ракета, потрошених потисника и сателита који су од тада постали неактивни, није недостајало вештачких предмета који лебде тамо. Временом је то створило значајан (и све већи) проблем свемирског отпада, који представља озбиљну претњу Међународној свемирској станици (ИСС), активним сателитима и свемирским летелицама.
Док веће комаде крхотина - пречника од 5 цм до пречника 1 метра (1,09 метара) - редовно надгледају НАСА и друге свемирске агенције, мањи комади се не могу препознати. У комбинацији са уобичајеним ситним комадићима крхотина, ово чини предмете величине око 1 милиметара озбиљном пријетњом. Да би се ово решио, ИСС се ослања на нови инструмент познат под називом Сензор свемирског отпада (СДС).
Овај калибрирани сензор за ударце, који је монтиран на спољашњости станице, прати утицаје настале ситним свемирским остацима. Сензор је уграђен у ИСС још у септембру, где ће надгледати утицаје у наредне две до три године. Те информације ће се користити за мерење и карактеризацију орбиталног крхотина и помоћи свемирским агенцијама да развију додатне мере против.
Мери око 1 квадратни метар (~ 10,76 фт²), СДС је монтиран на спољном месту корисног оптерећења које је окренуто вектору брзине ИСС-а. Сензор се састоји од танког предњег слоја Каптона - полиимидног филма који остаје стабилан на екстремним температурама - након чега слиједи други слој који се налази 15 цм (5,9 инча) иза њега. Овај други слој Каптона опремљен је акустичким сензорима и мрежом отпорничких жица, а затим сензорски уграђен стражњи стоп.
Ова конфигурација омогућава сензору да измери величину, брзину, смер, време и енергију било којег малог отпада са којим дође у контакт. Док акустички сензори мере време и локацију продорног удара, решетка мери промене отпора како би се обезбедиле процене величине ударца. Сензори на задњем стопалу такође мере рупу коју ствара ударна глава, а која се користи за одређивање брзине ударца.
Те податке научници потом испитују у лабораторији за тестирање белих пескова у Новом Мексику и на Универзитету у Кенту у Великој Британији, где се тестови хипервелоцити спроводе у контролисаним условима. Као што је др. Марк Бурцхелл, један од истраживача и сарадника у СДС-у са Универзитета у Кенту, рекао за Спаце Магазине путем е-маила:
„Идеја је вишеслојни уређај. Пролазите кроз сваки слој. Триагулирањем сигнала у слоју добијате положај у том слоју. Дакле, два пута и положаји дају брзину ... Ако знате брзину и смер можете добити орбиту прашине и то вам може рећи да ли вероватно долази из дубоког свемира (природна прашина) или је у земаљској орбити сличној сателитима, па је то вероватно и отпад. Све то у реалном времену, као што је електронско. "
Ови подаци ће побољшати сигурност на ИСС-у омогућавајући научницима да надгледају ризик од судара и генеришу тачније процене постојања ситних крхотина у свемиру. Као што је примећено, већи комади отпада у орбити се редовно прате. Они се састоје од отприлике 20 000 предмета који су величине басебалл, и додатних 50 000 који су величине мермера.
Међутим, СДС је фокусиран на објекте промјера између 50 микрона и једног милиметра, који се односе у милионима. Иако малено, чињеница да се ови објекти крећу брзинама већим од 28.000 км / х (17.500 мпх) значи да ипак могу нанијети значајну штету сателитима и свемирским бродовима. Када буде могао да схвати ове предмете и како се њихова популација мења у реалном времену, НАСА ће моћи да утврди да ли се проблем орбиталних крхотина погоршава.
Знајући каква је ситуација са отпадом, такође постоји суштинско проналажење начина за њихово ублажавање. То неће бити корисно само када су у питању операције на ИСС-у, већ у наредним годинама када ће свемирски систем за лансирање (СЛС) и капсула Орион доћи у свемир. Како је додао Бурцхелл, сазнање колика ће вјероватно бити судара и какве врсте штете могу проузроковати, помоћи ће информирању дизајна свемирских летјелица - посебно када је у питању оклоп.
"[О] јер знате ризик који можете прилагодити дизајнирању будућих мисија да бисте их заштитили од удара или сте убедљивији када говорите произвођачима сателита да ће у будућности морати да стварају мање нечистоће", рекао је. „Или знате да ли заиста требате да се решите старих сателита / смећа пре него што се разбију и покажу земаљску орбиту са ситним остацима размера мм.“
Др Јер Цхии Лиоу, поред тога што је истражитељ СДС-а, уједно је и главни научник НАСА-е за орбиталне крхотине и руководилац програма за програмски уред за орбиталне крхотине у Јохнсон Спаце Центер. Како је путем маила објаснио Спаце Магазине:
„Предмети орбиталних крхотина величине милиметра представљају највећи ризик продора већини оперативних свемирских летелица у ниској земаљској орбити (ЛЕО). Мисија СДС-а послужиће у две сврхе. Прво, СДС ће прикупљати корисне податке о малом отпаду на висини ИСС-а. Друго, мисија ће демонстрирати способности СДС-а и омогућити НАСА-и да у будућности тражи могућности мисије за прикупљање података о директном мерењу крхотина величине милиметра на већим надморским висинама - подаци који ће бити потребни за поуздане процене ризика и трошкова опасности од смећа у орбити. - ефикасне мере ублажавања ради боље заштите будућих свемирских мисија у ЛЕО. "
Резултати овог експеримента надолазе се на претходним информацијама добијеним од програма Спаце Схуттле. Када су се шатлови вратили на Земљу, тимови инжењера прегледали су хардвер који је подвргнуо сударе како би утврдили величину и брзину удара крхотина. СДС такође потврђује одрживост технологије сензора за удар у будућим мисијама на већим висинама, где су ризици од крхотина до свемирских летелица већи него на висини ИСС-а.
