Los objetos voladores incontrolables en órbita son un riesgo enorme para los viajes espaciales modernos y, debido a nuestra dependencia actual de los satélites, también es un riesgo para la economía global. Un equipo de investigación del Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Ingeniería de Precisión IOF enJena, Alemania, ha desarrollado especialmente un láser de fibra que determina de manera confiable la posición y dirección del movimiento de los desechos espaciales para mitigar estos riesgos.
Los desechos espaciales son un problema enorme en los vuelos espaciales de órbita terrestre baja. Los satélites desmantelados o dañados, fragmentos de estaciones espaciales y otros restos de misiones espaciales representan una amenaza potencial de colisiones con satélites activos y naves espaciales todos los días. Además de su fuerza destructiva, las colisiones también crean un riesgo adicional al crear miles de nuevas piezas de escombros, que a su vez podrían chocar con otros objetos, un peligroso efecto de bola de nieve.
Hoy, la economía global depende en gran medida de los satélites y sus funciones; estas aplicaciones se utilizan, por ejemplo, en telecomunicaciones, transmisión de señales de TV, navegación, pronóstico del tiempo e investigación climática. El daño o la destrucción de talesLos satélites a través de una colisión con satélites en órbita o restos de cohetes pueden causar daños inmensos y duraderos. Por lo tanto, los desechos espaciales peligrosos deben ser rastreados y registrados de manera confiable antes de que se pueda considerar cualquier salvamento u otras contramedidas. Los expertos de Fraunhofer IOF en Jena handesarrolló un sistema láser que se adapta perfectamente a esta tarea.
Registro confiable de la posición y movimiento de objetos en la órbita de la Tierra
"Con nuestro sistema robusto y eficiente podemos determinar de manera confiable y precisa la posición exacta de los objetos y la dirección de movimiento en órbita", explica el Dr. Thomas Schreiber del grupo de láser de fibra en Fraunhofer IOF. "Los sistemas láser como el nuestro deben ser excepcionalmentepotente para soportar las condiciones extremas en el espacio. En particular, la alta tensión física en el cohete portador durante el lanzamiento, donde la tecnología está sujeta a vibraciones muy fuertes ". En la órbita terrestre baja, el alto nivel de exposición a la radiación, las fluctuaciones extremas de temperatura y el bajo suministro de energía son los grandes obstáculos a superar. Esto requirió el nuevo desarrollo por parte del equipo de investigación de Jena ya que las tecnologías láser comunes no pueden hacer frente a estos desafíos.
Además, también es necesario analizar los desechos espaciales en distancias relativamente largas. Para este propósito, el pulso láser se propaga a través de un amplificador basado en fibra de vidrio y se envía en su viaje de kilómetros de largo.
Mediciones con diez mil pulsos láser por segundo
"Los pulsos láser muy cortos, que duran solo unas pocas billonésimas de segundo, se disparan en diferentes posiciones en el espacio para determinar la velocidad, la dirección del movimiento y el movimiento de rotación de los objetos", explica el Dr. Dr. Oliver de Vries. "Con nuestro sistema láser es posible disparar miles de pulsos por segundo. Si un objeto está realmente en una de las posiciones examinadas, parte de la radiación se refleja en un escáner especial, que se integra directamente en el sistema.Aunque el rayo láser es muy rápido, la luz emitida tarda un tiempo en llegar al objeto y regresar de nuevo. Este llamado "tiempo de vuelo" se puede convertir en una distancia y en una verdadera coordenada 3D en consecuencia ".Los sofisticados sensores del sistema, que recogen los reflejos de luz reflejados, pueden detectar incluso las milmillonésimas de la luz reflejada.
El principio, desarrollado originalmente por los dos investigadores de Fraunhofer IOF para Jena-Optronik y el Centro Aeroespacial Alemán Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR, ya se ha probado con éxito durante la maniobra de atraque de un transportador espacial en elEstación espacial internacional ISS. Anteriormente, el sistema láser se había instalado en un sensor de la compañía aeroespacial de Turingia Jena-Optronik GmbH y se lanzó en 2016 con el transportador de suministro autónomo ATV-5. El sistema de Jena Optronik también se destaca en eficiencia energética: la fibrael láser funciona a una potencia total de menos de 10 vatios, que es significativamente menor que una computadora portátil comercial, por ejemplo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Fraunhofer-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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