Droner skal puste nyt liv i satellitter
more_vert
close
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Mediehuset Ingeniøren og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Mediehuset Ingeniøren kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Droner skal puste nyt liv i satellitter

Den lysegule drone har her koblet sig på en satellit (orange). Dronen docker til satellitten med de fire arme, der griber om satellittens ring. Dronen har fire ion-motorer, som hver sidder for enden af de fire andre arme. Armene kan foldes ud, men er ikke bevægelige. Dronen styres ved, at man regulerer de enkelte motorers kraft. Under selvstændig flyvning, f.eks. fra en satellit til en anden, bruger den også disse fire små motorer. Dronen har to solpaneler, som akkumulerer elelektricitet. Illustration: Effective Space Solutions

TEL AVIV Gamle satellitter, som optager kostbar plads i det geostationære kredsløb, kan nu se frem til at få forlænget deres levetid.

I mange tilfælde er de ældre satellitter stadig fuldt funktionsdygtige, men hvis de er ved at løbe tør for brændstof, skal de fjernes fra kredsløbet for ikke at ende som rum­affald til fare for andre satellitter.

Det britiske firma Effective Space Solutions er en af flere spillere, der er på vej med en teknisk løsning på det problem. Det har udviklet en såkaldt ‘Space Drone’ og har nu indgået aftale om at foretage to opsendelser i 2020 for at forlænge levetiden for et par aldrende satellitter. Aftalen har en værdi af 100 millioner dollars, og kunden er en indtil videre unavngiven satellitoperatør.

Brug for korrektioner

Den geostationære bane ligger i en højde af 35.786 km omkring ækvator. I præcis denne højde kan en satellit have en omløbstid på ét siderisk døgn, eller 23 timer, 56 minutter og 3,091 sekunder – eller lige så lang tid som Jorden er om at dreje én gang om sig selv. Satellitter i lavere højde må dreje hurtigere for ikke at ramle ned, og satellitter i større højde må dreje langsommere for at ikke smides ud i rummet.

En satellit i den geostationære bane vil dermed ‘stå stille’ i forhold til et bestemt punkt på Jorden, og dette drager især kommunikationssatellitter fordel af.

En satellit vil dog konstant flytte sig en smule i forhold til den tilsigtede plads i kredsløbet, og derfor er den udstyret med små motorer, der kan korrigere positionen. Men eftersom en satellit normalt er i brug i 15 år, er det en næsten umulig opgave at ­beregne, hvor meget brændstof den skal medbringe.

Satellitter i stærk trængsel

Ifølge regulativerne har operatøren også pligt til at fjerne den udtjente satellit. Den skal enten ud i kirkegårdskredsløbet, som ligger omkring 300 km længere ude, eller bringes i retning af Jorden, så den brænder op i atmosfæren – begge dele kræver brændstof.

»I dag ligger der omkring 600 satellitter i den geostationære bane,« siger Arie Halsband, som grundlagde Effective Space Solutions i 2013, og som er direktør i Israel, hvor alt udviklingsarbejde finder sted.

»Typisk er der en halv grads afstand mellem satellitterne, og på såkaldte hot spots er det somme tider meget mindre, så visse steder er der allerede nu ved at være stærk trængsel i banen, og det indebærer en risiko,« forklarer han.

Drone overtager styringen

Rumdronen sætter operatøren i stand til at se bort fra brændstofproblemet, fordi dronen kobler sig på og overtager styrefunktionen, før satellitten løber tør. Dermed kan satellitten fortsætte sit arbejde, så længe den i øvrigt fungerer, og der er behov for den.

»Docking er en relativt enkel procedure,« forklarer Arie Halsband:

»Enhver satellit har en ring, hvor den under opsendelsen har været koblet på raketten. Det er den stiveste del af satellitten. Stort set alle satellitter er udstyret med en sådan ring, der findes i tre standardmål, og vi har udviklet en mekanisme, så dronen kan koble sig til dem alle tre.«

De to droner, som skal opsendes i 2020, skal klare styrefunktionen for hver sin satellit i fem år. Satellitterne er funktionsdygtige, men er ved at løbe tør for brændstof. Derved undgår satellitternes operatør den meget dyrere løsning, som består i at skrotte dem og opsende nye i stedet.

Efter den femårige periode vil dronen sørge for at fjerne den udtjente satellit fra banen, hvorpå den kan koble sig på en anden satellit, der har brug for en hjælpende hånd. Hver drone forventes at have en levetid på 15 år.

Nyttige erfaringer fra Israel

Effective Space Solutions er placeret i Storbritannien, fordi det britiske rumagentur er meget stærkt, hvad angår regulativer, forklarer Daniel Campbell, der er ansvarlig for firmaets aktiviteter i London.

»Men udviklingsarbejdet i Israel drager fordel af, at landet har meget store erfaringer med mikrosatellitter,« tilføjer han.

Arie Halsband, som har en tidligere karriere ved det israelske rum­agentur, forklarer, at landet altid har foretaget egne opsendelser mod vest, altså ud over Middelhavet. Dette er ikke normal procedure, eftersom en opsendelse mod øst drager fordel af Jordens omdrejning, og derfor har israelerne en lang tradi­tion for at tænke i lav vægt.

Dronen vejer således under 400 kg. Det kan blandt andet lade sig gøre, fordi fremdriften er elektrisk og ikke kemisk.

Fremdrift via ion-motorer

Den elektriske fremdrift foregår via såkaldte ion-motorer, hvor xenon-gas ioniseres i et elektrisk felt og udsendes ved høj hastighed, hvorved fartøjet kan manøvrere. Halsband oplyser, at denne type motor ikke er kraftig nok til at opsende en raket fra Jorden; til gengæld er den omkring ti gange så brændstoføkonomisk, som en kemisk motor, når den anvendes ude i omløbsbanen.

Ifølge Daniel Campbell er der andre lignende løsninger på vej. To amerikanske firmaer, Space System Loral og Orbital ATK, er i gang, men det ser han kun som en følge af, at behovet for den type servicering af satellitter vil vokse voldsomt i fremtiden.

»Som udviklingen tegner sig lige nu, vil der inden for en årrække være ikke hundreder, men tusinder af kommunikationssatellitter,« forudser han.

»En fremtidig opgave bliver også at rydde op i kirkegårdskredsløbet, for hver gang noget kolliderer derude, starter det en potentiel kædereaktion, der udgør en risiko for samtlige satellitter.«

Siderisk døgn, eller 23 timer, 56 minutter og 3,091 sekunder

Hvorfor er vores sekunder ikke tilpasset hvor lang tid en omgang tager. ?
Så det vil tage 24x60x60= 86.400 sek og ikke 86.400 - (4min og 3 sek) at dreje en omgang. ?

Er det fordi vi ikke var gode nok til at tage tid på en omdrejning da vi fandt på sekundet, eller fordi at jorden ændre hastighed ?

  • 0
  • 2

at solen står på det samme sted hver dag på det samme klokkeslet.

Siderisk tid er baseret på, at en given stjerne står på det samme sted hver dag på det samme sideriske klokkeslet.

Siderisk tid er praktisk for astronomer, som kan genfinde en stjernes position på det samme sideriske tidspunkt siderisk døgn efter siderisk døgn, men ikke for os andre, der forventer lys kl. 12:00 og mørke kl. 24:00 døgn efter døgn.

  • 0
  • 0