DE-ORBITING. om opprydding i verdensrommet. Onno Verberne VP Technology and Business Development Nammo Raufoss AS cj.verberne@nammo.

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "DE-ORBITING. om opprydding i verdensrommet. Onno Verberne VP Technology and Business Development Nammo Raufoss AS cj.verberne@nammo."

Hans Abrahamsen
8 år siden
Visninger:

1 DE-ORBITING om opprydding i verdensrommet Onno Verberne VP Technology and Business Development Nammo Raufoss AS cj.verberne@nammo.com

2 De-orbiting Om opprydding i verdensrommet Onno Verberne, VP Technology and Business Development, Nammo Raufoss AS 2

3 Hvis vi ikke snart gjør noe, kan vi ikke dra ut til verdensrommet om år Risk of an ESA satellite encountering a catastrophic collision in the next 50 years between ~7.5% and ~11% 3

4 Har noen av dere sett filmen GRAVITY? 4

5 Hva er nå egentlig problemet? Hva som går opp, kommer ikke automatisk ned Det er så mye (skrot?) der oppe at det begynner å bli trangt I 2009 kolliderte 2 satellitter, Iridium 33 og Cosmos 2251, noe som skapte nye objekter I 2007 skjøt kineserne ned en av sine egne satellitter og skapte en tilsvarende antall nye objekter Stadig oftere må den internasjonale romstasjonen forlate sin bane for å unngå en mulig kollisjon En ukontrollert re-entry av Cosmos 954 i 1978 spredte radioaktiv materiale over et stort området i nord Canada 5

000 objekter I 2007 skjøt kineserne ned en av sine egne satellitter og skapte en tilsvarende antall nye objekter Stadig oftere må den

6 International Space Station 108.5m lang, 450 tonnes, 6-9 mennesker om bord Banehastighet 7,66 km/sec Banehøyde 410km, høydetap 2km/måned 6

7 Antall registrerte franske objekter i rommet Situasjon i januar 2009 Aktive satellitter i LEO: 15 Uvirksomme satellitter i LEO: 20 Aktive satellitter in GEO: 25 Uvirksomme satellitter i GEO : 18 Øvre trinn og strukturer : 154 Totalt 232 Ariane 5 - Har ikke et deorbiteringssystem ATV - Automatic Transfer Vehicle har et deorbiteringsystem 7

Uvirksomme satellitter i GEO : 18 Øvre trinn og strukturer : 154 Totalt 232 Ariane 5

8 Men, det holder på å skje ting Frankrike har vedtatt en lov som krever at ved framtidige oppskytninger alle rakettdeler skal komme ned igjen, og alle nyttelast som skytes opp fra 'fransk jord' skal ha et aktivt eller passivt system om bord som sikrer at de automatisk kommer ned etter 25 år (gjelder lav jordbane) Clean Space - ESA har tatt et initiativ til å lage hele romfartsvirksomheten bærekraftig. Initiativet har fire hovedelementer: 1. Bruke Eco-Design prinsipper i hele 'kretsløpet' 2. Å utvikle grønne teknologier 3. Å unngå å kreere ny 'søppel' 4. Å fjerne eksisterende 'søppel' "De-orbiting" er et begrep knyttet til områdene 3 og 4 8

Space - ESA har tatt et initiativ til å lage hele romfartsvirksomheten bærekraftig. Initiativet har fire hovedelementer: 1.

9 De-orbiting står sentralt i disse initiativ "alle skal rydde opp etter seg" 3 hovedområder: Deorbitering av utrangerte eller ikke-fungerende satellitter Automatisk deorbitering innen 25 år krever ingen tiltak Deorbitering ved å bruke resterende drivstoff fra posisjonskontrollsystemene - krever MYE ekstra drivstoff Montere et ekstra 'kit' som er autonom og får ned satellitten Deorbitering av øvre-trinn og hjelpe-strukturer fra oppskytningen Tror det eller ei - men det finnes ikke i dag Hente ned eksisterende skrot som ikke kan komme ned for egen maskin Meget kostbar ettersom det krever en dedikert oppskytning Krever en prioritering av de største objektene (5 stk./år) 9

ekstra 'kit' som er autonom og får ned satellitten Deorbitering av øvre-trinn og hjelpe-strukturer fra oppskytningen Tror det eller ei - men det finnes ikke i dag Hente

10 10

11 11

12 12

13 13

14 Kraftig økning av antall objekter 14

15 Mange utrangerte satellitter må deorbiteres kontrollert - hvorfor? Det tar for lang tid å vente på at de ramler ned av seg selv Satelliter som ramler ned ukontrollert kan ramme mennesker direkte hvis de ikke brenner opp i atmosfæren Mange satellitter har et drivstoffsystem ombord som er svært giftig. Man er bekymret for at tanker med rester av drivstoff skal forurense landingsområdet Satellitter som har sluttet å fungere tar opp plass til nye og må derfor fjernes for å kunne bli erstattet. Ellers blir risikoen for kollisjon for stor 15

ikke brenner opp i atmosfæren Mange satellitter har et drivstoffsystem ombord som er svært giftig.

16 "Re-entry" siste fasen av "de-orbiting" Kontrollert "Re-entry" skal skje i et området i Stille Havet. Området kalles: SPOUA (South Pacific Ocean Uninhabited Area) Området er rektangulært, 7000 km "bredt" og 3000 km "langt", og det gjelder å treffe riktig På grunn av at omløpshastigheten til satelliten er avhengig av banehøyden og det ikke finnes en kobling til jordens egen rotasjon, kan dette være ganske "tricky" 16

3000 km "langt", og det gjelder å treffe riktig På grunn av at omløpshastigheten til satelliten er

17 17

18 Deorbitering styres av banehastigheten For hver høyde over bakken finnes det en sirkulærhastighet V c som er nødvendig for å holde satellitten i en sirkulær bane i den aktuelle høyden. V b V p =10.24 V c =7.79 Ved oppskytningen skal vi øke banehastigheten slik at satellitten kommer i rett bane, ved deorbitering senker vi banehastigheten slik at satellitten kommer ned V a =

19 Gjør romfartsorganisasjonene noe? Yes! 19

20 Active Debris Removal (ADR) 20

21 Forfølge, fange og endre banen Kun de største objekter der ute vil bli hentet ned Studier er gjennomført for å kartlegge hva som kreves av nye teknologier Det er ikke bestemt ennå om man skal hente flere objekter samtidig eller en-og-en Kostnadene vil bli høye! 21

22 Aktiv fjerning med faststoffmotorer 22

23 Aktiv fjerning med væskemotorer 23

24 Hvor kommer vi inn i dette bildet Fra 2003 har Nammo satset på grønn rakettmotor teknologi Det startet med behovet for motorer til sonderaketter, men arbeidet med grønt drivstoff har ført med seg mange nye muligheter Grunnen for å starte arbeidet var 3-fold: Rimelige og sikre motorer til sonderaketter (Andøya) Miljøvennlig, "green" rakettmotor teknologi Skyvkraftsregulering Valget falt på hybride raketter basert på hydrogenperoksid og gummi, som er helt sikre under produksjon, håndtering og transport, samt at den grønne oksidanten vi bruker, er tilgjengelig i industriell skala og produseres i bærekraftige produksjonslinjer

25 Clean Space aktiviteter hos Nammo Credits: Andøya Space Center Credits: CNES/D. Ducros Credits: NASA Sounding rockets and Nano-Launcher based on Clean propellants North Star Hybrid Rockets North Star Micro- Launcher Green in-space propulsion HGRS Monopropellant RCS for Ariane 5ME 2. stage SPARTAN - Hybrid Rocket with throttle capabilities De-orbiting of decommissioned satellites Development contract on ESA s SPADES system for autonomous de-orbiting based on solid propellants GSP with ESA on debris remediation based on hybrid technology Development and testing of Green propulsion solutions New test facilities and equipment dedicated to Green Propulsion 25

26 Green propulsion system for de-orbiting av andre trinnet Ariane 5ME/6 Nammo har utviklet et nytt monopropellant truster system for det nye andre trinnet av Ariane 5ME Etter kanselleringen av Ariane 5ME er det forventet at systemet videreføres til Ariane 6 Systemet erstatter dagens meget giftige system, som bruker et drivstoff som står på REACH-lista og som forventes til å bli forbudt i nær framtid Systemet er blitt testet i vakuum kammer i Tysland. Nå gjenstår egentlig kun testing i rommet - "In- Orbit Demonstration" Ariane 5ME 26

27 Nammo's trustere på andre trinnet Små trustere, store systemer 27

28 Technology maturation of ORCS Thruster design (200N) completed Functional testing under vacuum performed spring 2015 At DLR Lampholdshausen Tank development on-going Demisable aluminium tank design Environmetal testing of H2O2 and system components Pyro Shock, Heat Soak, etc. 28

29 Flere deorbiterings aktiviteter hos Nammo Basert på faststoff rakettmotor teknologi Basert på en kombinasjon av hybrid og mono-propellant motorer 29

30 ESA støttede aktiviteter - Clean Space Hybrid rakettmotorer basert på grønn teknologi Mono-propellant trustere, basert på den samme grønne teknologien som vil kunne deorbitere øvre trinn av Ariane 5/6 og Vega Utvikle faststoff rakettmotorer for de-orbiting etter endt levetid av nye satellitter Strategisk studie for ESA for å bruke vår hydrogen peroksid rakettmotorteknologi til aktiv fjerning av debris 30

31 EU supported projects FP7 SPARTAN (Finished) Throttleable hybrid engine for Lunar Lander Coordinator: Thales Alenia Space H2020 HYPROGEO (Started ) Ceramic nozzle for orbital transfer hybrid rocket Coordinator: Airbus ALTAIR (Planned start ) Air Launched Hybrid Rocket Coordinator: Onera SMILE (Planned start ) Launch Vehicle design for small launcher based on our hybrid rocket and other innovative technologies Coordinator: NLR 31

32 Og så er vi involvert i dette prosjektet ( som helst skal holde seg på landjorda!) 32

33 Er dette framtida? Nammo motor 33

Like dokumenter

Sterk global konkurranse, raske teknologiskift og det grønne skiftet utfordrer dagens løsninger og produksjonsmetoder.

Sterk global konkurranse, raske teknologiskift og det grønne skiftet utfordrer dagens løsninger og produksjonsmetoder. Evnen til raskt å ta i bruk ny teknologi og nye metoder er avgjørende for bedriftens