Monté à l'extérieur de la Station spatiale internationale, le Space Debris Sensor (SDS) recueille des informations sur les petits débris orbitaux. Crédit :NASA
La Station spatiale internationale n'est pas le seul vaisseau spatial en orbite autour de la Terre. En réalité, il est accompagné du télescope spatial Hubble, satellites du système d'observation de la Terre, et plus de 1, 000 autres engins spatiaux opérationnels et CubeSats. En plus des engins spatiaux, des morceaux de débris orbitaux - des objets fabriqués par l'homme ne servant plus à rien dans l'espace - sont également en orbite.
Avec environ 100 millions de morceaux de débris orbitaux mesurant moins d'un centimètre actuellement en orbite terrestre, ils peuvent être trop petits pour être suivis, mais beaucoup sont assez gros pour causer des dommages aux engins spatiaux opérationnels.
La station spatiale a mis en place des boucliers anti-débris orbitaux pour se protéger des débris de moins de 1,5 centimètre. Les débris plus gros sont suivis par le contrôle au sol, et si besoin, les propulseurs de la station spatiale peuvent être utilisés pour éloigner la station des débris en toute sécurité.
Le capteur de débris spatiaux (SDS) surveillera l'environnement des petits débris autour de la station spatiale pendant deux à trois ans, enregistrement d'instances de débris d'une taille comprise entre 0,05 mm et 0,5 mm. Les objets de plus de 3 mm sont surveillés depuis le sol. Il sera lancé pour stationner dans le coffre d'un dragon SpaceX lors d'une mission de réapprovisionnement au plus tôt le 12 décembre.
Des débris orbitaux aussi petits que 0,3 mm peuvent constituer un danger pour les vols spatiaux habités et les missions robotiques.
"Des débris aussi petits peuvent endommager les systèmes de protection thermique exposés, combinaisons spatiales, vitres et équipements sensibles non blindés, " a déclaré Joseph Hamilton, le chercheur principal du projet. "Sur la station spatiale, il peut créer des arêtes vives sur les poignées le long du chemin des astronautes, ce qui peut également endommager les combinaisons."
Documentation photographique d'un Micro Meteor Orbital Des débris heurtent l'une des fenêtres de la coupole de la station spatiale. Le capteur de débris spatiaux mesurera l'environnement des débris orbitaux pendant 2 à 3 ans pour permettre la détection et l'enregistrement des impacts. Crédit :NASA
Une fois monté à l'extérieur du module Columbus à bord de la station spatiale, le capteur fournira des capacités de détection et d'enregistrement des impacts en temps quasi réel.
En utilisant un système acoustique à trois couches, la FDS caractérise la taille, la vitesse, direction et la densité de ces petites particules. Les deux premières couches sont destinées à être pénétrées par les débris. Ce système à double film fournit le temps, emplacement et vitesse des débris, tandis que la couche finale - un filet de sécurité en Lexan - fournit la densité de l'objet.
Les première et deuxième couches du SDS sont identiques, équipé de capteurs acoustiques et de lignes résistives de 0,075 mm de large. Si un débris endommage la première couche, il coupe à travers une ou plusieurs des lignes résistives avant d'impacter et de traverser la deuxième couche. Finalement, les débris heurtent la plaque antidévireur.
Bien que le backstop ne soit utilisé pour retourner aucun des échantillons collectés, combiné avec les deux premières couches, il fournit aux chercheurs des données précieuses sur les débris qui impactent le SDS en orbite.
"L'antidévireur a des capteurs pour mesurer la force avec laquelle il est frappé pour estimer l'énergie cinétique de l'objet impactant, " a déclaré Hamilton. " En combinant cela avec les mesures de vitesse et de taille des deux premières couches, nous espérons calculer la densité de l'objet."
Les capteurs acoustiques des deux premières couches mesurent le temps et l'emplacement de l'impact à l'aide d'un algorithme de triangulation simple. Finalement, la combinaison des données de synchronisation et de localisation de l'impact fournit des mesures d'impact et de direction des débris.
Les données recueillies au cours de l'enquête SDS aideront les chercheurs à cartographier l'ensemble de la population de débris orbitaux et à planifier les futurs capteurs au-delà de la station spatiale et de l'orbite terrestre basse, où le risque de dommages causés par les débris orbitaux est encore plus élevé pour les engins spatiaux.
« L'environnement des débris orbitaux est en constante évolution et doit être surveillé en permanence, " a déclaré Hamilton. " Alors que la haute atmosphère provoque la désintégration des débris sur les orbites basses, de nouveaux lancements et de nouveaux événements dans l'espace augmenteront la population."
