Ευρωπαίοι μηχανικοί ετοιμάζονται να επισκευάσουν δορυφόρους στο διάστημα. Τα "τροχιακά φορτηγά βλαβών" τους είναι ικανά να επισκευάζουν, να συντηρούν και να ανεφοδιάζουν πολύτιμο υλικό εκατοντάδες χιλιόμετρα πάνω από τα κεφάλια μας. Το Euronews ακούει πληροφορίες από την Thales Alenia Space και την Exotrail για τις τελευταίες καινοτομίες τους.
Σήμερα, οι φορείς εκμετάλλευσης δορυφόρων έχουν πολύ λίγες επιλογές όταν το διαστημικό υλικό τους ξεμένει από καύσιμα, τα ηλιακά πάνελ έχουν υποστεί ζημιά ή οι κωδικοί σφάλματος εμποδίζουν τη λειτουργία του.
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
ΔΙΑΦΉΜΙΣΗ
Ορισμένα προβλήματα λογισμικού μπορούν να διορθωθούν από το έδαφος και οι μηχανικοί μπορούν να βρουν λύσεις για ορισμένες δυσλειτουργίες υλικού, αλλά γενικά, όταν ένας δορυφόρος χρειάζεται συντήρηση, δεν υπάρχει καμία εύχρηστη υπηρεσία επισκευής διαστημικών συσκευών για να καλέσει κανείς.
Ως αποτέλεσμα, πολλοί παλιοί δορυφόροι είτε καταλήγουν να σταθμεύουν στις λεγόμενες τροχιές νεκροταφείου είτε, στη χειρότερη περίπτωση, παρασύρονται και περιστρέφονται εκτός ελέγχου, αποτελώντας κίνδυνο για άλλο διαστημικό υλικό και αυξάνοντας την ποσότητα των διαστημικών σκουπιδιών.
Με τον αριθμό των διαστημικών σκαφών να αυξάνεται ραγδαία, οι Ευρωπαίοι μηχανικοί εργάζονται τώρα πάνω σε ρομποτική μηχανική για να διατηρούν τους παλαιότερους δορυφόρους σε πτήση για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα ή να σπρώχνουν τους απενεργοποιημένους δορυφόρους έξω από σημαντικές τροχιακές διαδρομές.
"Είναι σαν ένα φορτηγό με βλάβη σε έναν δρόμο", λέει η Stéphanie Behar-Lafenêtre, υπεύθυνη έργου στην Thales Alenia Space για την αποστολή European Robotic Orbital Support Services (EROSS) που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.
Στόχος τους είναι η εκτόξευση ενός μικρού δορυφόρου ευρωπαϊκής κατασκευής με ρομποτικό βραχίονα σε μια αποστολή απόδειξης του σχεδίου το 2028.
Τι θα επιτύχει το EROSS;
Κατά τη διάρκεια της αποστολής, το EROSS θα συναντηθεί με τον δορυφόρο-στόχο του, θα πραγματοποιήσει μια επιθεώρηση πετώντας γύρω του και στη συνέχεια θα επιδείξει την ικανότητά του να αιχμαλωτίσει και να ανεφοδιάσει το διαστημικό σκάφος. Η Thales Alenia Space εργάζεται επίσης πάνω σε καθολικούς συνδέσμους τύπου USB που θα επιτρέψουν στο ρομπότ να συναρμολογεί ευκολότερα εξαρτήματα στο διάστημα.
Μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του 2030, το όραμα είναι να αναπτυχθούν διαστημικά φορτηγά διάσπασης τύπου EROSS για πελάτες που πληρώνουν.
"Η ιδέα είναι ότι απλά ζητάτε μια υπηρεσία για να σας ρυμουλκήσει προς ένα άλλο μέρος ή για να επισκευάσει κάτι ή για να ανεφοδιαστείτε με καύσιμα. Η ιδέα είναι να παρέχονται υπηρεσίες σε διαστημικά εξαρτήματα που συνήθως δεν προορίζονται για κάτι τέτοιο", δήλωσε στο Euronews Next.
Το τελευταίο σημείο είναι εξαιρετικά σημαντικό. Οι περισσότεροι δορυφόροι που βρίσκονται σήμερα σε τροχιά γύρω από τη Γη δεν σχεδιάστηκαν ποτέ για να εξυπηρετούνται. Κατασκευάστηκαν με την προσδοκία ότι μετά την εκτόξευσή τους θα λειτουργούσαν ανεξάρτητα μέχρι να εξαντληθούν τα καύσιμα ή να υποστούν μια κρίσιμη βλάβη.
Αλλά στις μέρες μας, με σχεδόν 15.000 λειτουργικούς δορυφόρους σε τροχιά και αρκετές χιλιάδες ανενεργές μηχανές να βρίσκονται ακόμη στο διάστημα, είναι σαφές ότι η εξυπηρέτηση σε τροχιά είναι ώριμη για ανάπτυξη, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών συστημάτων που είναι ικανά να πιάνουν και να επισκευάζουν "μη συνεργάσιμα" διαστημόπλοια.
Ο Jean-Luc Maria, διευθύνων σύμβουλος και συνιδρυτής της ExoTrail, διαμορφώνει την ανάπτυξη ως μια φυσική μετατόπιση μεταξύ των ημερών που οι δορυφόροι ήταν εργαλεία για εξερεύνηση και ανακάλυψη, και σήμερα, που οι δορυφόροι αποτελούν βασικές υποδομές για τη ζωή στη Γη.
"Όταν φτάνεις σε μια κρίσιμη μάζα αυτής της υποδομής, αρχίζουν να δημιουργούνται νέες ανάγκες που ευνοούν τη διαχείριση αυτής της υποδομής", δήλωσε ο Γάλλος μηχανικός στο Euronews Next. Είναι απλό - όπως οι αυτοκινητόδρομοι και οι πύργοι τηλεπικοινωνιών χρειάζονται συνεργεία επιδιόρθωσης, έτσι και οι δορυφόροι.
Πώς πιάνετε έναν μη συνεργάσιμο δορυφόρο;
Οι τεχνικές προκλήσεις της συντήρησης των περισσότερων δορυφόρων σε τροχιά είναι τεράστιες. Για αρχή, "πρέπει να προσπαθήσουμε να εντοπίσουμε και να αρπάξουμε κάτι που δεν έχει απολύτως τίποτα να αρπάξει", δήλωσε ο Behar-Lafenêtre. Για την αποστολή EROSS, το ρομποτικό διαστημόπλοιο θα στοχεύσει στον μεταλλικό δακτύλιο που αρχικά συνέδεσε τον δορυφόρο με τον πύραυλό του για την εκτόξευση.
Αν και δεν είναι καθολικός ούτε τυποποιημένος, ο δακτύλιος αυτός υπάρχει στα τρία τέταρτα περίπου των διαστημοπλοίων και είναι πάντα σχεδιασμένος ώστε να είναι ανθεκτικός.
"Μόλις τον αρπάξετε, τότε μπορείτε να τον ρυμουλκήσετε", δήλωσε η Behar-Lafenêtre.
"Έτσι, μπορείτε να αναλάβετε τον έλεγχο της στάσης και της τροχιάς του, αλλά μπορείτε επίσης να το μετακινήσετε από ένα σημείο της τροχιάς σε ένα άλλο. Μπορείτε να αναλάβετε οποιαδήποτε λειτουργία που το διαστημόπλοιο δεν είναι σε θέση να κάνει μόνο του", πρόσθεσε.
Ορισμένοι αστερισμοί έχουν προγραμματίσει μελλοντική εξυπηρέτηση, όπως οι δορυφόροι Eutelsat One Web, οι οποίοι εκτοξεύτηκαν με μαγνητική πλάκα στο πλάι.
"Είναι ένα πολύ καλό παράδειγμα", δήλωσε η Μαρία. "Ξέρουμε ότι ενδεχομένως θα μπορούσαμε να σχεδιάσουμε μια αντίθλιπτη πλάκα για να την προσαρτήσουμε στον δορυφόρο OneWeb που θα χρειαζόταν, κάποια στιγμή, να συντηρηθεί".
Η ExoTrail βρίσκεται ήδη στο δρόμο της προσφοράς υπηρεσιών τρίτων σε δορυφορικές εταιρείες με μια συσκευή που ονομάζει "spacevan".
Η συσκευή αυτή, η οποία πέταξε για πρώτη φορά με τη SpaceX το 2023, μεταφέρει μικρούς δορυφόρους μακριά από τον πύραυλο και παραδίδει τον καθένα σε μια πολύ συγκεκριμένη τροχιά, ακριβώς όπως ένας οδηγός διανομής που αφήνει δέματα σε σπίτια και επιχειρήσεις.
Αυτό είναι αυτό που η Μαρία αποκαλεί "πρώτες υπηρεσίες", ένα είδος ride-sharing στο διάστημα για την παράδοση του τελευταίου μιλίου. Τώρα χτίζουν προς κάτι πιο φιλόδοξο: δηλαδή, πλήρεις δυνατότητες συνάντησης και πρόσδεσης που θα επιτρέπουν την επιθεώρηση, την παράταση της ζωής, τον ανεφοδιασμό και, τελικά, τις επισκευές σε τροχιά.
Ένα άλλο βασικό τμήμα της αγοράς στο οποίο στοχεύει η Exotrail είναι η αποδρομολόγηση, η οποία συνεπάγεται τη σκόπιμη ώθηση του δορυφόρου ενός πελάτη προς ένα άδειο τμήμα του ωκεανού. Τον περασμένο μήνα, ανακοίνωσε τη συνεργασία της με την ιαπωνική διαστημική εταιρεία Astroscale για την επίδειξη μιας τέτοιας ακριβούς διάθεσης δορυφόρων έως το 2030.
Ποιο είναι το νομικό τοπίο και υπάρχει αγορά;
Ενώ οι τεχνικές προκλήσεις είναι τεράστιες, το νομικό τοπίο είναι επίσης ασαφές. Εάν δύο δορυφόροι συγκρουστούν κατά τη διάρκεια της συντήρησης, ποιος είναι υπεύθυνος; Εάν ένα γαλλικό όχημα συντήρησης προσκολληθεί σε έναν ιαπωνικό δορυφόρο, ποιοι νόμοι της χώρας ισχύουν; Αυτά είναι ζητήματα για τα οποία η Γαλλία, η Ιαπωνία και άλλα κράτη εργάζονται ενεργά για να τα αντιμετωπίσουν μέσω πλαισίων όπως το διαστημικό δίκαιο της ΕΕ και διμερών συμφωνιών.
Στη συνέχεια, υπάρχει το ερώτημα ποιος θα πληρώσει για την εξυπηρέτηση σε τροχιά και πόσο μεγάλη είναι πραγματικά η αγορά. "Είναι δύσκολο να εκτιμήσουμε την αγορά, διότι είναι σαν το ζήτημα της κότας και του αυγού", παραδέχεται η Behar-Lafenêtre. "Πρέπει πάντα να αποδεικνύεις ότι είσαι σε θέση να το κάνεις, ώστε κάποιος να ενδιαφέρεται να αγοράσει την υπηρεσία".
Η πιο σαφής πρώιμη αγορά φαίνεται να βρίσκεται πολύ, πολύ μακριά από τη Γη, πάνω από 35.000 χιλιόμετρα πάνω από τα κεφάλια μας, σε γεωστατική τροχιά. Εκεί οι τηλεπικοινωνιακοί φορείς έχουν γερασμένους στόλους που προτιμούν να συντηρούν παρά να αντικαθιστούν.
Με τους νέους μεγα-αστέρες χαμηλής γήινης τροχιάς να προσφέρουν εναλλακτικές λύσεις τηλεπικοινωνιών, η γεωστατική τροχιά έχει γίνει λιγότερο ελκυστική για την εκτόξευση νέων διαστημοπλοίων, καθιστώντας τις υπηρεσίες παράτασης ζωής ιδιαίτερα ενδιαφέρουσες.
Η εξυπηρέτηση σε τροχιά έχει σημαντικές αμυντικές επιπτώσεις, οι οποίες θα μπορούσαν να προσφέρουν ισχυρή ζήτηση στην αγορά. Η δυνατότητα επιθεώρησης, προσέγγισης και χειρισμού των δορυφόρων σε τροχιά είναι μια φονική εφαρμογή στον στρατιωτικό κόσμο.
"Στην ουσία, πρόκειται για κάτι διπλό", αναγνώρισε η Μαρία. Η Ρωσία, η Κίνα και η Ινδία έχουν επιδείξει προηγμένες δυνατότητες στον τομέα αυτό. Η Κίνα μετέφερε έναν γεωστατικό δορυφόρο χιλιάδες χιλιόμετρα το 2022, ενώ η Ινδία επέδειξε πριν από λίγους μήνες την πρόσδεση στο διάστημα.
Βρισκόμαστε σε ένα "μακρύ ταξίδι
Ωστόσο, δεν είναι όλα απλά. Η NASA αντιμετώπισε το πρόβλημα της κότας και του αυγού με την αποστολή OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing), την οποία ακύρωσε το 2024, αφού το κόστος εκτοξεύθηκε και η εμπορική αγορά για τον ανεφοδιασμό των απροετοίμαστων δορυφόρων δεν υλοποιήθηκε.
Εν τω μεταξύ, τα Mission Extension Vehicles της Northrop Grumman λειτουργούν σε γεωστατική τροχιά από το 2020, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής των δορυφόρων της Intelsat. Το ρομποτικό όχημα αποστολής επόμενης γενιάς της εταιρείας, το οποίο έχει προγραμματιστεί να εκτοξευθεί φέτος, θα χρησιμοποιεί προηγμένη ρομποτική για την εγκατάσταση "θαλάμων επέκτασης αποστολής" και θα εκτελεί επιθεωρήσεις, επισκευές, ακόμη και απομάκρυνση συντριμμιών.
Πέρα από την Thales Alenia Space και την Exotrail, αρκετές ευρωπαϊκές εταιρείες αναπτύσσουν δυνατότητες εξυπηρέτησης.
Η ClearSpace, μια ελβετική νεοσύστατη εταιρεία, έχει σύμβαση με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) για την πρώτη ενεργή αποστολή απομάκρυνσης διαστημικών συντριμμιών το 2027. Το σύστημά τους χρησιμοποιεί δύο δορυφόρους που συνεργάζονται παράλληλα για την πρώτη εμπορική αποστολή ενεργού απομάκρυνσης συντριμμιών σε χαμηλή γήινη τροχιά. Αργότερα αυτή τη δεκαετία, σκοπεύουν επίσης να επιδείξουν την τεχνολογία τους για την πρόσδεση και την παράταση της ζωής ενός δορυφόρου σε γεωστατική τροχιά.
Ένας άλλος βασικός παίκτης είναι η ιταλική D-Orbit, η οποία ξεκίνησε με το δορυφορικό μεταφορέα ION, παρόμοιο στην ιδέα με το "spacevan" της ExoTrail, και τώρα θέτει ως στόχο τη δημιουργία μιας "κυκλικής διαστημικής οικονομίας", χρησιμοποιώντας τα διαστημικά συντρίμμια ως πόρο. Το 2024, υπέγραψε συμφωνία με την ESA για μια αποστολή με την ονομασία RISE, η οποία θα επιδείξει την ασφαλή συνάντηση και πρόσδεση με έναν γεωστατικό δορυφόρο, προκειμένου να παρατείνει τη διάρκεια της ωφέλιμης ζωής του το 2028.
Το μέλλον της εξυπηρέτησης σε τροχιά θα πρέπει να είναι πιο ξεκάθαρο μέχρι το 2030. Και μέσα σε μια δεκαετία, μια τεχνολογία που μοιάζει με επιστημονική φαντασία θα μπορούσε να γίνει τακτικό μέρος της ευρωπαϊκής διαχείρισης της διαστημικής κίνησης.
Παρ' όλα αυτά, η Μαρία επιμένει σε έναν έλεγχο της πραγματικότητας. "Χρειαζόμαστε μια προσέγγιση βήμα προς βήμα", δήλωσε.
Η σύλληψη ενός μη συνεργάσιμου δορυφόρου που περιστρέφεται γρήγορα εκτός ελέγχου στο διάστημα εξακολουθεί να είναι δυνατή μόνο στις ταινίες του Χόλιγουντ. "Συνολικά, θα είναι ένα μακρύ ταξίδι, πιθανότατα, για όλες τις εταιρείες", χαμογελάει.
Παρ' όλα αυτά, ένα απλό ευρωπαϊκό φορτηγό διαστημικής διάσπασης είναι καθ' οδόν και μαζί του η δυνατότητα ανεφοδιασμού και διάσωσης διαστημικών σκαφών αξίας εκατοντάδων εκατομμυρίων ευρώ, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής κρίσιμων υποδομών που συνδέουν τον κόσμο μας.