Bezpieczniejsza niska orbita okołoziemska
Niska orbita okołoziemska staje się coraz bardziej zatłoczona, a trend ten będzie się utrzymywał. Prognozy wskazują, że do 2030 r. będzie 40 000 satelitów. Dla porównania dziś jest ich 9000. Ze względu na śmieci powstałe w wyniku naszej działalności coraz trudniej poruszać się na niskiej orbicie okołoziemskiej. Śmieci kosmiczne pochodzą z wielu różnych aktywności, takich jak starty satelitów, eksplozje na orbicie i misje. W listopadzie 2021 r. na przykład Rosja przetestowała rakietę przeciwsatelitarną bezpośredniego wyniesienia, która trafiła rosyjskiego satelitę COSMOS 1408, tworząc ponad 1800 fragmentów odpadów. „Największe obawy budzi powstanie niekończącego się cyklu tworzenia śmieci: jedna kolizja zwiększa ryzyko kolejnej. Ta niebezpieczna reakcja łańcuchowa znana jest jako syndrom Kesslera. Przypomina to efekt kuli śnieżnej, który cały czas się pogarsza, zagrażając satelitom i przyszłym misjom kosmicznym” — wyjaśnia Anthony Caron, kierownik projektu CASSIOPEE. Odłamki mogą poruszać się z prędkością do 15 km na sekundę, więc nawet małe fragmenty mogą przekazywać znaczną ilość energii kinetycznej, powodując pęknięcia i uszkodzenia strukturalne. W ramach projektu CASSIOPEE, prowadzonego przez francuską firmę Aldoria, opracowano nowatorskie sposoby na uczynienie przestrzeni kosmicznej bezpieczniejszą i bardziej zrównoważoną poprzez stworzenie nowego systemu monitorowania i ostrzegania.
Zsynchronizowane skanowanie za pomocą teleskopów na czterech kontynentach
Zespół projektu CASSIOPEE opracował sześć stacji optycznych opartych na teleskopach rozmieszczonych na czterech kontynentach, które są całkowicie pasywne i schowane oraz mają minimalny wpływ na środowisko. Technologia ta obejmuje dwie stacje wieloteleskopowe, z których każda wyposażona jest w cztery teleskopy o szerokim polu widzenia, które są zsynchronizowane ze sobą w celu skanowania nieba i identyfikacji obiektów. Obserwacje są następnie przetwarzane w czasie rzeczywistym. Analiza zwraca dane astrometryczne i fotometryczne, które są później analizowane i łączone z innymi źródłami danych. Skuteczne algorytmy przewidują niezawodne i precyzyjne trajektorie. Dzięki temu firmy, które zasubskrybują usługę mogą otrzymywać informacje o położeniu, prędkości, przewidywanej trajektorii i osi obrotu śledzonego obiektu. „Jesteśmy w stanie dostarczać im informacje, których potrzebują do optymalizacji wykorzystania ładunku użytkowego, a dzięki wsparciu w planowaniu optymalnej trajektorii operatorzy mogą zwiększyć żywotność swojego satelity” — zauważa Caron. W ramach projektu opracowano również cztery stacje z pojedynczym teleskopem, wykorzystywane głównie do testowania i prowadzenia zaawansowanych badań obiektów o znanych trajektoriach, które wymagają aktualizowania danych. Unia Europejska wspiera badania nad projektowaniem i budową coraz potężniejszych teleskopów.
Europejskie rozwiązania wyzwań związanych z niską orbitą okołoziemską
Zdaniem Carona fakt, że usługę oferuje firma z siedzibą w UE nie jest bez znaczenia. „W obecnej sytuacji geopolitycznej Europa musi mieć swoje własne możliwości monitorowania aktywności w przestrzeni kosmicznej i chronienia swoich interesów. Aldoria oferuje rozwiązanie skoncentrowane na Europie, w ten sposób zapewniając, że europejskie kosmiczne służby operacyjne mają do dyspozycji narzędzia, których potrzebują do ochrony swoich aktywów w sposób niezależny, co wspiera wiodącą rolę Europy”. Finansowanie z programu Horyzont Europa, w ramach projektu CASSIOPEE, pomogło firmie Aldoria w opracowaniu wieloteleskopowej stacji obserwacyjnej w Hiszpanii. „Rozwiązaliśmy problemy z elektroniką, opracowaliśmy całą infrastrukturę IT do gromadzenia danych i programy do jednoczesnego sterowania czterema teleskopami” — dodaje Caron. W ramach projektu opracowano również moduły do korygowania, identyfikowania i kojarzenia obiektów kosmicznych z obserwowanymi danymi, określania ich orbit i proponowania scenariuszy. Caron z dumą opowiada o szeregu osiągnięć projektu: „Wraz z rozwojem naszego zestawu teleskopów i wszystkich rozwiązań w zakresie oprogramowania, które wymyśliliśmy, udoskonaliliśmy również nasz interfejs programowania aplikacji (API). Nie ma sensu gromadzić tych wszystkich zaawansowanych danych, jeśli nasi klienci nie mają do nich łatwego dostępu”.
Słowa kluczowe
CASSIOPEE, Horyzont Europa, niska orbita okołoziemska, kolizja, zsynchronizowane skanowanie teleskopowe, dane astrometryczne, dane fotometryczne