Космический мусор представляет собой множество осколков самых различных размеров и форм. Это и отработавшие своё разбитые спутники, и отработанные ступени ракет, вращающиеся вокруг нашей планеты с угрожающей скоростью. Разогнавшись до 7 километров в секунду, куски космического мусора превращаются в мощные снаряды и становятся серьёзной угрозой для аппаратов, МКС и людей, работающих на орбите Земли. Для того чтобы свести риск столкновения с обломками к минимуму, космические агентства тщательно отслеживают каждый элемент, размер которого превышает 10 сантиметров.

Многие исследователи в настоящее время работают над долгосрочными решениями, которые смогут помочь устранить весь этот мусор насовсем.

В частности, швейцарские исследователи начинают реализацию первого этапа проекта CleanSpace One. Они планируют развернуть в космосе сеть в виде конуса, которая захватит небольшой спутник SwissCube и затем уничтожит его при падении в атмосферу. Если испытания пройдут успешно, вполне возможно, что именно этот способ будет использоваться для устранения опасного мусора орбиты Земли.

Рис. 1. Космический мусор – это разбитые спутники и отработанные ступени ракет, осколки различных размеров и форм, вращающиеся вокруг нашей планеты с угрожающей скоростью.

Спутник SwissCube находится на орбите планеты в течение более чем пяти лет. Однако, вполне вероятно, что именно этот спутник не станет просто очередным куском космического мусора. Инженеры из eSpace, Центра космической инженерии Федеральной политехнической школы Лозанны, Лаборатории LTS5 и Университета прикладных наук в Женеве решили сделать его первой жертвой миссии CleanSpace One.

Рис. 2. Работу системы протестируют на швейцарском спутнике SwissCube, уже несколько лет путешествующем в космосе.

Над соответствующим аппаратом учёные трудились последние три года. После выхода на орбиту CleanSpace One развернёт свою сеть в виде конуса и захватит швейцарский спутник SwissCube, а потом оба спутника сгорят в земной атмосфере. Это станет возможным с помощью новых важных решений в дизайне и системах захвата.

«SwissCube – объект размером 10 на 10 сантиметров, – объясняет Кристоф Пакколат (Christophe Paccolat), аспирант LTS5. – Его передвижения непросто отслеживать, так как у него есть более тёмные и более светлые части, по-разному отражающие солнечный свет. Эти изменения могут сбить с толку системы CleanSpace One, оценивающие расстояние и скорость жертвы, то есть всё это может привести к ошибкам в расчётах при подлёте к спутнику».

Рис. 3. В настоящее время исследователи из различных стран работают над долгосрочными решениями по борьбе с космическим мусором.

Чтобы избежать такого рода инцидентов, в настоящее время учёные заняты испытаниями новых визуальных алгоритмов на камерах «ловца». Для получения точной информации они должны принимать во внимание различные факторы, такие как угол падения солнечных лучей, физические данные кубсата, относительная скорость его движения, а также скорость собственного вращения и различные другие неопределённости. Также к системе обработки визуальных данных будут добавлены высокопроизводительные процессоры.

Рис. 4. Clean Space One – проект по очистке космической среды от мусора с помощью конической сети.

Для разработки наиболее эффективных систем захвата инженеры сотрудничали со студентами из Университета прикладных наук в Женеве. Молодые учёные предложили различные решения, от «щупалец» до «когтей». В конце концов, они остановили свой выбор на так называемом «решении Пакман»: сеть в виде конуса разворачивается, а затем, после захвата небольшого спутника, закрывается.

"Эта система является более надёжной и маневренной, нежели когти или шарнирные устройства, – комментирует профессор промышленных технология Мишель Лориа (Michel Lauria).

Предполагается, что первый аппарат CleanSpace One будет запущен в космос в 2018 году.