ナノアビオニクスのMP42衛星、軌道上の物体との衝突を生き延びる
Sarunas Kazlauskas 著、Kongsberg NanoAvionics
リトアニア、ビリニュス (SPX) 31 年 2024 月 XNUMX 日
42年半前にSpaceXのトランスポーター4号ミッションで低地球軌道（LEO）に打ち上げられた当社のMP6衛星は、最近、小さな宇宙ゴミまたは微小隕石の衝突による予期せぬ打撃を受けました。この衝撃で、太陽電池パネルのXNUMXつに、ひよこ豆ほどの大きさのXNUMXmmの穴が開きました。
この損傷にもかかわらず、衛星は中断することなくミッションを遂行し続け、搭載された自撮りカメラで撮影された画像のおかげで、2024年42月に衝突が初めて判明しました。MP2023の最後の自撮りはXNUMX年半前のXNUMX年XNUMX月に撮影されたものであるため、衝突がいつ発生したかを正確に特定することは困難です。
この衝突が微小隕石によるものか、宇宙ゴミによるものかに関わらず、この衝突は軌道上での責任ある宇宙活動の必要性を浮き彫りにし、この種の出来事に対する衛星の耐性について考えさせるものである。
軌道上にはどれくらいの宇宙ゴミがあるのでしょうか?
現在、地球から 3 km 以内の軌道上には、稼働中の衛星や休止中の衛星、ロケットの段階を含め、約 2000 万 kg の人工物体が存在します。宇宙監視センサーによって現在追跡されている残りの 60000 個の物体には、それより少量の質量、約 9000 kg が含まれています。比較すると、地球の表面から 200 km 以内の任意の瞬間に存在する流星質量は、合計でわずか 2000 kg です。
1984 年に打ち上げられた NASA の長期曝露施設 (LDEF) のデータによると、軌道上には小さな粒子が普通に存在する。LDEF 宇宙船は、ほぼ 140 年間のミッション中に、毎年 0.1 平方メートルあたり最大 3 個の大きな衝突クレーターを記録した。衝突クレーターの直径は XNUMX mm から XNUMX mm に及ぶ。自然の微小隕石の衝突は比較的安定しているが、人為的な破片は時間の経過とともに蓄積されるため、独特の課題となる。
これらの一見大きな数字にもかかわらず、国際宇宙ステーション（ISS）は、4×50×50キロメートル（2.5×30×30マイル）の広さを持つ、あらゆる宇宙船の中で最も大きな安全区域を持つ軌道上の最大の構造物であるが、32年から23年までの1999年間で、宇宙ゴミを回避するための衝突回避操作をわずか2022回しか実行していない。
当社自身の経験では、50 年以上にわたって 2024 機近くの衛星を打ち上げてきたにもかかわらず、衝突回避操作を実行した回数はほんのわずかでした。最近では、1.99 年に、当社のミッション オペレーターが衛星の電気推進システムを使用して 4 回の連続点火を実行し、これにより、顧客が他の物体と衝突する確率が 5.94e-8 から XNUMXe-XNUMX へと数桁低下しました。
しかし、毎年軌道に乗る衛星の数が増えているため、衛星メーカーや運用者が今日発生する破片の量を減らす対策を取らなければ、この低い衝突率は続かないかもしれません。
ゼロデブリ憲章の役割
ESA が主導するゼロデブリ憲章の署名者およびコミュニティ メンバーとして、私たちは 2030 年までにデブリをゼロにするという業界の野心的な目標に取り組んでいます。この憲章は、執筆時点で世界中の 100 を超える組織が協力して測定可能なデブリ削減目標を設定するグローバルな取り組みであり、目標はオープンなコラボレーションを通じて構築されます。
この憲章は持続可能な宇宙活動に対する共通のビジョンを表しており、今後何年にもわたる宇宙安全活動の指針となる高レベルの原則と技術目標を設定し、短期的および長期的な対策の両方を強調しています。
この取り組みに参加することで、NanoAvionics の衛星と顧客の衛星が責任を持って運用され、宇宙のより安全な未来に貢献することに貢献します。
宇宙ゴミを最小限に抑える方法
当社は、AI と機械学習を使用して複数のソースからの宇宙交通データを分析し、正確な衝突予測と最適化された操縦戦略を提供する宇宙状況認識プラットフォームを活用しています。これにより、いずれかの衛星が危険にさらされた場合に迅速に対応できます。衝突回避に加えて、軌道を可能な限りクリーンに保つために、他にもいくつかの手順を講じています。
+ 当社の衛星は、総電離線量（TID）、重イオン、陽子線の厳格な放射線試験を受けており、確実に動作し、放射線による故障で破片にならないようにしています。
+ ソーラーパネル、アンテナ、その他のコンポーネントを展開する際には、破片の発生を防ぐために、バーンワイヤや壊れやすいボルトなどのクリーンリリースメカニズムを使用します。
+ ミッション寿命が 5 年を超える衛星には、制御された軌道離脱のための推進システムを装備し、長期的なデブリを削減します。
+ 私たちが実現した顧客ミッションの一部は、破片の追跡と除去に貢献し、すべてのユーザーにとって宇宙をより安全なものにすることに積極的に貢献しています。
宇宙での耐久性を考慮した衛星設計の改善
MP42 に関する最近の経験から、衛星の設計によって宇宙ゴミがミッション全体の成功に与える影響をいかに軽減できるかという議論も生まれています。
いくつかの例としては、衝突リスクを軽減するために、スタートラッカーなどの敏感な部品を衛星フレーム内に配置するか、衛星の速度ベクトルからほとんど離れる側面に配置することを検討することが挙げられます。
さらに、ミッションの運用によってカメラ光学系などのペイロードが宇宙ゴミの主な流れにさらされるのをどのように減らすことができるかを検討します。先ほど述べた NASA の LDEF 実験では、宇宙船が衛星の速度ベクトルにさらされる側でゴミに遭遇する頻度が約 10 倍高いことが示されました。
脆弱なコンポーネントを保護するために衛星の設計と運用コンセプト (CONOPS) を調整することで、軌道上での衛星の耐久性をさらに向上させることができます。
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- 出典： https://www.spacedaily.com/reports/NanoAvionics_MP42_satellite_survives_impact_with_object_in_orbit_999.html
