일본 회사인 Astroscale이 개발한 상업용 임무는 월요일 37개의 다른 페이로드와 함께 러시아 소유즈 발사대를 통해 우주로 발사되었으며, 위성 청소부가 언젠가 쓰레기를 궤도 밖으로 끌어낼 수 있는 방법을 보여주는 두 개의 작은 우주선과 함께 궤도 "댄스"를 시작할 준비가 되었습니다.

민간 자금으로 지원되는 임무는 혼잡한 궤도 교통로를 돌아다니며 오래된 우주 쓰레기와 연결되어 지구 대기로 다시 돌아갈 수 있는 미래 위성을 위한 길잡이입니다.

ELSA-d로 알려진 Astroscale의 End-of-Life Services 실증 임무는 나란히 발사된 두 개의 작은 위성을 사용하여 지구 위 약 340km(550마일)의 낮은 지구 궤도에서 일련의 시험을 수행할 것입니다.

ELSA-d 위성은 월요일 오전 2시 07분 12초(EDT)(0607:12 GMT)에 카자흐스탄의 바이코누르 우주 비행장에서 러시아 소유즈 부스터를 타고 궤도로 발사되었습니다.

다가오는 최초의 인간 우주 비행 임무 60주년을 기념하기 위해 특이한 흰색과 파란색 페인트 구성을 자랑하는 Soyuz-2.1a 로켓은 Fregat 상부 스테이지를 우주에 배치했으며, 이 로켓은 38시간에 걸쳐 엔진을 여러 번 발사하여 XNUMX개의 중소형 로켓을 주입했습니다. - 국제 위성의 크기를 세 가지 다른 궤도로 나눕니다.

월요일 발사에 탑재된 가장 큰 탑재체는 한국의 CAS500 1 지구 관측 위성이었습니다. 일본 회사 Axelspace의 상업용 지구 이미징 위성 XNUMX개와 수십 개의 소규모 상업 및 연구 임무도 월요일에 발사되었습니다.

미리보기 스토리 읽기 러시아 정부 소유 우주회사 Glavkosmos의 부서인 GK Launch Services가 관리한 월요일 상업 임무의 모든 위성에 대한 자세한 내용을 확인하세요.

Astroscale의 ELSA-d 임무는 임무에서 가장 큰 위성 중 하나였으며 Fregat 상단 단계에서 배치된 마지막 페이로드 중 하나였습니다. 도쿄에 본사를 둔 Astroscale은 ELSA-d 우주선이 건강하다는 것을 확인했으며 궤도에서 Fregat에서 분리된 후 발전 태양 전지판을 펼쳤습니다.

“좋은 시작!” Astroscale의 창립자이자 CEO인 Nobu Okada가 트윗했습니다.

"Servicer" 우주선으로 지정된 XNUMX개의 ELSA-d 위성 중 더 큰 위성이 "클라이언트" 위성과 연결되어 발사되었습니다. 두 우주선은 실험을 시작하기 전에 서로 분리됩니다.

탑재된 항법 보조 장치를 사용하여 두 위성은 XNUMX개월 간의 시범 임무 동안 여러 번 도킹 및 도킹 해제를 수행하여 안정적인 우주 쓰레기에 대한 접근을 시뮬레이션한 다음 궤도에서 굴러다니는 물체와 도킹을 연습합니다. 위성은 자석을 사용하여 우주에서 서로 연결됩니다.

ELSA-d는 궤도에서 우주 쓰레기를 제거하는 기술을 시연하는 최초의 상업용 임무입니다. 위성의 총 질량은 약 423파운드, 즉 192kg입니다. Servicer는 일본의 Astroscale에서 제작되었으며 클라이언트는 영국의 Surrey Satellite Technology Ltd.에서 제조되었습니다.

“이번 임무는 캡처, 디텀블링, 클라이언트 궤도 하강까지 엔드투엔드 제거 기능을 보여주는 첫 번째 시연 임무가 될 것이므로 우리에게는 꽤 기념비적인 임무입니다. 우리는 매우 기쁩니다.”라고 Astroscale의 CTO인 Mike Lindsay가 말했습니다.

영국 하트웰의 Astroscale 직원은 출시 후 ELSA-d의 운영을 감독하게됩니다. 영국 우주국은 최초의 임무를 허가했습니다.

2013년에 설립된 Astroscale은 일본, 영국, 미국, 이스라엘 및 싱가포르에 지사를 두고 약 200명의 직원을 두고 있습니다. 회사는 사업 재개를 돕기 위해 191억 XNUMX만 달러의 자본을 조달했습니다.

ELSA-d의 Servicer 위성은 클라이언트와 연결하는 데 필요한 복잡한 탐색, 랑데부 및 도킹 조작을 수행할 수 있는 모든 스마트 기능을 갖추고 있습니다. 궤도를 벗어나는 데 도움이 필요한 오래된 위성이나 로켓 본체를 대신하는 소형 클라이언트 우주선에는 서비스 서버의 도킹 대상 역할을 하는 강자성판이 있습니다. 서비스 제공자가 클라이언트를 기준으로 범위와 동작을 결정하는 데 도움이 되는 모양 패턴으로 칠해져 있습니다.

Lindsay는 이달 초 LRA 연구소에서 열린 프레젠테이션에서 "서비스 제공업체는 회전율, 고객의 상태, 자세 제어 및 속도 일치 및 도킹 기동을 수행하는 궤도 제어를 평가할 수 있는 모든 원격 감지 기능을 갖추고 있습니다."라고 말했습니다. 공간 처리 및 잔해 완화 회의.

“서비스 제공자는 자기 캡처 장치를 사용할 것입니다.”라고 Lindsay가 말했습니다. “우리는 로봇 인터페이스를 단순화할 수 있기 때문에 이 아이디어를 좋아합니다. 거기에 자기 인터페이스가 있으므로 많은 추가 오류, 변환 오류, 회전 및 각도를 허용합니다. 따라서 이는 매우 강력한 캡처 시스템이며, 자신의 태도를 반드시 제어할 필요가 없는 클라이언트와 연결하려고 할 때 매우 중요합니다.”

Servicer가 넘어지는 우주선과 도킹할 수 있음을 입증하는 것은 ELSA-d 임무의 중요한 부분입니다. 몇 가지 예외를 제외하고, 궤도에 있는 모든 실패한 위성과 사용된 로켓 단계는 서비스를 받거나 방문 우주선을 수신하도록 설계되지 않았습니다. 그들은 도킹 포트가 없으며 대부분은 수백에서 수천 마일 떨어진 곳에서 행성을 돌면서 통제되지 않고 표류하고 굴러갑니다.

유럽우주국(European Space Agency)은 26,000월 현재 우주 감시 네트워크에 의해 정기적으로 추적되고 분류되는 약 90개의 물체가 궤도에 있다고 밝혔습니다. ESA에 따르면 해당 개체 중 약 XNUMX%가 더 이상 작동하지 않는 것으로 나타났습니다.

Astroscale의 지상 팀은 올해 후반에 점점 더 복잡한 기동을 통해 ELSA-d 임무를 이끌게 됩니다.

Lindsay는 “첫 번째 시연은 클라이언트를 분리하고 클라이언트를 안정적으로 유지하며 협조적인 도킹 동작을 시연하는 것입니다.”라고 말했습니다. “비교적 간단해야 합니다.”

“다음 시연에서는 클라이언트를 릴리스하고 클라이언트가 시뮬레이션된 자연스러운 텀블링 동작을 시작합니다. 이것은 실제로 서비스 제공자에 의해 알려지지 않았습니다. 따라서 서비스 제공자는 고객의 넘어짐 비율을 평가하는 것으로 임무를 시작할 것입니다.”라고 Lindsay는 말했습니다. “속도 결정을 돕기 위해 도킹 플레이트의 기준 패턴을 사용하고, 도킹을 안내하기 위해 해당 패턴을 다시 사용합니다. 따라서 서비스 제공자는 이 비율 매칭을 수행할 것입니다.”

우주 잔해물 제거에 있어서 고무가 도로에 닿는 곳은 바로 이곳입니다. 제거 임무를 설계하는 엔지니어는 위성이 가까워질 때까지 우주 쓰레기의 상태를 알 수 없습니다.

"우리는 이것을 텀블링 ​​속도와 일치시키고 도킹 플레이트를 찾은 다음 도킹 플레이트와 도킹하여 클라이언트를 안정화시키는 댄스라고 부릅니다."라고 Lindsay는 말했습니다.

"그리고 마지막 시연은 클라이언트를 릴리스하고 서비스 제공자의 관점에서 클라이언트를 본질적으로 잃을 만큼 충분히 분리한다는 것입니다"라고 Lindsay는 말했습니다. “물론 우리는 클라이언트가 현장 어디에 있는지 알고 있으며 이는 서비스 제공자의 장비 기능 내에서 잘 알려져 있습니다.

서비스 우주선은 동반자를 찾아 도킹을 위해 가까이 다가갈 것입니다.

Astroscale의 프로그램 및 운영 담당 수석 부사장인 Clare Martin은 “궤도에 있는 잔해 물체가 많기 때문에 시연하는 것이 중요합니다.”라고 말했습니다. “그 중 다수는 로켓 몸체입니다. 그들은 굴러다니는 물체이고 우리가 그들에게 접근하고 도킹하려고 할 때 그들의 태도를 통제할 수 없을 것입니다.”



Lindsay는 “서비스 제공자와 클라이언트 사이의 상대적인 움직임이 XNUMX이 되면 상황이 훨씬 쉬워집니다.”라고 말했습니다. “고객의 상태를 더 잘 평가할 수 있습니다. 도킹을 위한 안정된 지점을 보고 있으며, 모든 종류의 접촉이 이루어지면 결합된 시스템에 대한 충격, 잠재적인 토크가 최소화됩니다.

Lindsay는 “일단 이러한 속도를 XNUMX으로 설정하면 자기 접근 방식은 단일 자유도가 됩니다.”라고 말했습니다. “이 임무를 수행하기 위해 다단계 자유도의 로봇 팔이 필요하지 않습니다. 따라서 ELSA-d는 도킹을 최대한 단순화하는 동시에 향후 모든 임무의 핵심이 될 댄스 작업을 성숙시키는 것입니다.”

ELSA-d의 세 번째이자 마지막 도킹이 완료됨에 따라 Lindsay는 우주선이 "수동 붕괴 궤도"에 진입하여 대기의 항력이 우주선을 지구 대기로 다시 끌어당길 수 있게 될 것이라고 말했습니다. 25년 이내에 우주선은 이를 방지하기 위한 우주 임무 지침입니다. 새로운 우주 쓰레기의 원천이 됩니다.

Lindsay는 SpaceX의 Starlink, OneWeb 및 기타 계획된 광대역 인터넷 네트워크와 같은 거대한 별자리에 수천 개의 위성을 배치하는 계속 증가하는 발사 속도로 인해 전체 우주 산업이 우주 잔해 문제를 살펴보게 만들고 있다고 말했습니다.

Lindsay는 “궤도에 배치되는 자산인 우주의 활용도가 기하급수적으로 증가하고 있습니다.”라고 말했습니다. “교정 기술, 즉 투자는 어디에 있습니까? 지속가능성을 지원하는 정책은 어디에 있습니까? 뒤처지고 있는데 어떻게 해야 할까요?”

공간 상황 인식이 향상되어 위험이 무엇인지 더 잘 파악하고 상황을 더 잘 평가할 수 있게 되었습니다.”라고 그는 말했습니다. “상황을 이해해야만 요인들이 서로 어떻게 작용하는지 이해하고 해결할 수 있으며, 실제로 교정에 대해 생각하기 시작할 수 있고 앞으로 문제를 어떻게 해결할 것인지도 알 수 있습니다.

Lindsay는 “적극적인 잔해 제거가 방정식의 주요 부분이 되어야 합니다.”라고 말했습니다. "큰 파편 물체는 그 자체로 위험을 초래하지만, 더 작은 조각이 되면 더욱 위험해집니다."

더 많은 발사 회사들이 페이로드를 배치한 후 사용된 상부 단계의 궤도를 이탈하기 위해 로켓에 연료를 따로 보관하고 있습니다. SpaceX는 수명이 다하면 Starlink 위성을 궤도 밖으로 떨어뜨릴 계획이며 OneWeb은 모든 인터넷 위성에 ELSA-d 임무와 유사한 강자성판을 배치하여 향후 잔해 제거 임무를 위해 설정하고 있습니다.

Lindsay는 "우리는 수명이 다한 시나리오에 대비하여 위성을 계획하고 위성을 캡처할 수 있도록 미리 준비하거나 백업 계획을 마련해야 합니다."라고 말했습니다. 그는 “실패할 경우 명목상 및 비명목상 모두에서 궤도 이탈이 달성될 수 있도록 하는 것이 중요하다”고 말했습니다. 신속하게 궤도에서 벗어나는 것이 중요합니다.”

“위험한 공간 잔해 제거는 환경적으로 중요할 뿐만 아니라 Astroscale과 같은 회사가 모든 사람을 위해 공간을 더 안전하게 만들 수 있는 방법을 입증하는 데 앞장서면서 영국에 큰 상업적 기회이기도 합니다."고 말했다. 아만다 솔로웨이 영국 과학부 장관.

Solloway는 성명에서 “영국 정부가 이 임무를 현실화하는 데 도움을 줬을 뿐만 아니라 유럽 최대의 공간 청소 지원 투자자라는 점을 자랑스럽게 생각합니다.”라고 말했습니다. "우리는 더 나은 기반을 구축하면서 오늘날의 혁신을 가능하게 한 기술에 계속 투자하여 성장을 계속 추진할 것입니다."

ELSA-d 임무의 기술 시험은 우주 잔해 제거를 현실에 더 가깝게 만들려고 노력할 것이지만 이를 통해 돈을 벌고 싶어하는 Astroscale과 같은 회사에게는 다른 장애물이 있습니다.

마틴은 "문제는 세 가지로 구성되어 있으며 우리는 그 모든 측면에 대해 노력하고 있습니다"라고 말했습니다. “기술은 하나의 측면입니다. 그것은 우리 모두가 즐기는 일입니다. 하지만 우리는 정책과 규제에도 중점을 두고 있습니다.”

그녀는 Astroscale이 "지속 가능한 공간을 장려하기 위한 책임 있는 정책 수립을 교육하고 지원하기 위해" 정부 및 업계와 협력하고 있다고 말했습니다.

“세 번째 측면은 물론 비즈니스 사례입니다.”라고 Martin은 말했습니다.

미 우주군 우주작전 부사령관 이달 초에 말했다 잔해 제거 서비스가 상업적으로 이용 가능하다면 군대는 잔해 제거 서비스 구매에 관심을 가질 것입니다.

Martin은 미국에 초점을 맞춘 Astroscale의 콜로라도 기반 사업부를 언급하면서 "우리는 우리의 능력과 서비스, 그리고 우리가 완전히 확립된 미국 회사라는 사실을 교육하기 위해 우주군과 적극적으로 협력하고 있습니다"라고 말했습니다. 시장.

마틴은 “모든 사람은 아마도 자신이 생각했던 것보다 우주에 더 많이 의존하고 있을 것입니다.”라고 말했습니다. “이제 사람들은 우주가 엘리트만의 전유물이 아니라는 사실을 훨씬 더 많이 인식하고 있습니다. 실제로 일상 생활에서 의존하는 것입니다. 따라서… 앞으로도 오랫동안 사용할 수 있는 자원이 되도록 책임감 있는 조치를 취하는 것이 우리에게 절대적으로 중요합니다.”

국제 정책 입안자들과 산업계의 확고한 이해관계가 잔해물 제거에 동의하도록 하는 것은 "분명히 큰 도전"이라고 Lindsay는 말했습니다.

“모든 사람이 장기적인 문제를 볼 수 있지만 모든 사람이 단기적인 솔루션에 투자하고 싶어하는 것은 아닙니다.”라고 그는 말했습니다. “우리의 활동을 지원하려면 정책을 알려야 합니다. 우리는 우리가 원하는 활동 유형에 대한 라이선스를 취득할 수 있어야 하며, 이는 특정 라이선스 프로세스에 있어 다소 새롭고 생소한 사항입니다. 따라서 우리는 일부 솔루션을 개척하기 위해 다양한 단체와 협력해야 합니다.”

Lindsay는 의사 결정자들이 우주 쓰레기 문제를 인식하기 시작했으며 발사 후 인공위성을 로봇으로 서비스할 수 있도록 설계를 도입하고 있다고 말했습니다. 록히드 마틴은 올해 초 궤도 서비스를 위해 미래의 GPS 위성을 업그레이드하는 방안을 검토하고 있다고 밝혔습니다.

Lindsay는 “잠재적으로 서비스를 제공할 수 있는 제품을 출시한다는 개념이 실제로 자리를 잡기 시작했습니다.”라고 말했습니다. “더 이상 다시는 건드릴 수 없는 무언가를 우주로 보내지 않아도 됩니다. 우리가 모든 궤도에 걸쳐 장기적으로 생각하면서 이를 염두에 두고 더 많은 위성을 설계하고 위성을 발사하기 시작한다면 이는 지속 가능성에 있어서 좋은 일입니다.”

OneWeb 위성과 ELSA-d 클라이언트 우주선에 장착된 강자성 도킹 플레이트는 매우 간단하다고 Lindsay는 말했습니다.

“클라이언트 측에서는 완전히 수동적이며 질량이 낮고 프로파일이 낮으며 볼트가 XNUMX개 있습니다.”라고 그는 말했습니다. "그냥 거기에 올려두기만 하면 이제 백업 계획을 세울 수 있습니다."

Astroscale의 ELSA-d 임무는 2018년 국제 우주 정거장에서 발사되어 그물과 작살을 사용하여 시뮬레이션된 우주 쓰레기를 포획하는 방법을 시연한 RemoveDebris라는 선구적인 임무를 따릅니다. Astroscale은 궤도에 있는 텀블링 위성과 도킹하려는 시도를 통해 잔해물 제거 실험의 다음 단계를 밟을 예정입니다.

또 다른 소형 Astroscale 위성은 지구 저궤도에서 사용하지 않는 일본 로켓 상단을 조사하기 위해 2022년 후반에 발사될 예정이며, 향후 임무에서 로켓을 포착하고 다시 대기권으로 끌어 올려 태울 수 있기 전에 로켓 상태에 대한 정보를 수집합니다. 그 임무는 일본 우주국과의 민관 파트너십이다.

로켓 단계 조사 임무는 도킹을 위해 이동을 시도하기 전에 우주 쓰레기를 검사하는 기술을 검증합니다.

Astroscale은 또한 적도 상공 2023마일(거의 22,000km) 이상 정지 궤도에 있는 고객 위성의 수명을 연장하기 위해 이르면 36,000년에 발사할 수 있는 임무를 계획하고 있습니다. 수명 연장 임무는 Northrop Grumman이 개발한 Mission Extension Vehicle과 유사합니다.

첫 번째 MEV 임무는 2020년에 노후화된 Intelsat 통신 위성과 연결하고 추진 ​​임무를 맡으면서 두 상용 위성 사이의 첫 번째 도킹을 달성했습니다. 도킹을 통해 Intelsat는 연료가 거의 바닥나더라도 위성을 계속 작동할 수 있었습니다.

스위스의 ClearSpace와 같은 다른 회사들도 잔해물 제거 시장을 추구하고 있습니다. ClearSpace는 작년에 오래된 Vega 로켓 어댑터를 궤도에서 제거하기 위해 2025년 발사를 위한 시범 임무를 개발하기 위해 유럽 우주국 계약을 체결했습니다.

Okada는 "10년 이내에 잔해물 제거를 포함한 궤도 서비스가 우주에서 일상적인 작업이 되어 우주가 지속 가능하고 안전한지 확인하게 될 것"이라고 말했습니다.

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출처: https://spaceflightnow.com/2021/03/22/privately-funded-mission-takes-off-to-begin-space-debris-cleanup-trials/