สำหรับการเก็บเศษขยะในอวกาศ

ภารกิจ: "รวบรวม" เศษซากในอวกาศ
วิธีการ "รวบรวม" และกำจัดชิ้นส่วนเหล่านี้กำลังถูกพูดถึงในงานวิจัยอวกาศ แต่ก่อนอื่น คุณต้องรู้ก่อนว่าชิ้นส่วนเหล่านี้เคลื่อนที่ในอวกาศอย่างไร

คำถามนี้เป็นประเด็นหลักของโครงการ UB-Space ซึ่งก่อตั้งโดยนักศึกษา 6 คนจากสาขาวิชาต่างๆ ที่มหาวิทยาลัยเบรเมิน หัวหน้าทีม Maren Hülsmann กล่าวว่า "จนถึงตอนนี้ โมดูล 2 โมดูลสามารถเชื่อมต่อกันได้เมื่อสื่อสารกัน อย่างไรก็ตาม เศษซากในอวกาศเป็นสิ่งที่เรียกว่า 'วัตถุที่ไม่ให้ความร่วมมือ' ซึ่งยานอวกาศต้องจดจำ เข้าใกล้ และคว้าเอาไว้"

งานนี้ต้องใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน Maren Hülsmann และ Amina Zaghdane เพื่อนร่วมงานของเธอกำลังศึกษาเกี่ยวกับเทคนิคคณิตศาสตร์ แต่คุณยังต้องรวบรวมค่าอ้างอิงและทดสอบข้อมูลด้วย ซึ่งนั่นคือภารกิจของ UB-Space

สู่อวกาศด้วยจรวดตรวจวัดเสียง
ความจริงที่ว่านักศึกษาหกคนกำลังทำการทดลองอวกาศที่สมจริงและซับซ้อนมากนั้นต้องขอบคุณโครงการ REXUS/BEXUS ของเยอรมัน-สวีเดน ซึ่งย่อมาจาก "การทดลองจรวดสำหรับนักศึกษาในมหาวิทยาลัย" หรือ "การทดลองบอลลูนสำหรับนักศึกษาในมหาวิทยาลัย" ทีมนักศึกษาสามารถส่งงานวิจัยให้กับโครงการได้ คณะกรรมการจะพิจารณาข้อเสนอ และในแต่ละรอบโครงการ ทีมสี่ทีมจะได้รับส่วนหนึ่งของจรวดเพื่อวางอุปกรณ์วิจัยของตน กล่าวโดยง่าย โมดูลทั้งสี่จะบรรจุอยู่ในจรวดตรวจวัดเสียงที่ปล่อยสู่อวกาศปีละครั้งจากศูนย์อวกาศคิรูนาทางตอนเหนือของสวีเดน
 
แนวคิดเบื้องหลัง UB-Space: โมดูลจรวดปล่อยวัตถุทดสอบสู่ชั้นบรรยากาศและใช้เซ็นเซอร์และกล้องหลายตัวเพื่อบันทึกตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของ "หน่วยที่ตกอิสระ" นี้ Maren Hülsmann: "เราได้รับข้อมูลภาพและตำแหน่งจากการเคลื่อนไหวจริงของ FFU ในอวกาศ จนถึงตอนนี้ มีเพียงการจำลองการเคลื่อนไหวของส่วนประกอบในอวกาศเท่านั้น"

จำเป็นต้องมีการคำนวณที่ซับซ้อนอีกครั้งเมื่อวิเคราะห์การทดลอง เนื่องจากจรวดแต่ละลูกจะหมุนรอบแกนของตัวเองอย่างต่อเนื่องเพื่อชดเชยความไม่สมดุล

การออกแบบสำหรับสภาพแวดล้อมพิเศษ
ในช่วงสิบสองเดือนก่อนการปล่อยจรวด ทีมงานโครงการต่างก็ยุ่งมาก ที่ UB-Space เรื่องนี้เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะสำหรับ Oliver Dorn ซึ่งกำลังศึกษาเกี่ยวกับวิศวกรรมทางทะเลและออกแบบกลไกของโมดูล มีข้อจำกัดเฉพาะพื้นที่: "การใช้พลังงานถูกจำกัดโดยระบบ เช่นเดียวกับน้ำหนักและพื้นที่ติดตั้ง และแรงเสียดทานของอากาศทำให้เกิดอุณหภูมิสูงถึง 200 °C" ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ คุณจะออกแบบระบบขับเคลื่อนที่ส่งตัวทดสอบออกจากจรวดได้อย่างไร ในไม่ช้าก็ชัดเจนขึ้นว่าแผ่นปิดในจรวดจะถูกเปิดออกก่อน จากนั้นจึงขยายหน่วยที่มี "หน่วยการตกอิสระ" ออกไป Lars Flemnitz นักศึกษาสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและสวิตช์ตรวจจับความใกล้เคียงของโครงการ UB-Space: "เราได้ทดสอบระบบขับเคลื่อนหลายระบบ การใช้สกรูขับเคลื่อนสองตัวแบบขนานกันนั้นได้ผลดีที่สุดในกรณีนี้"

ระบบขับเคลื่อนและขายึดจากโปรแกรม igus ®
ระบบขับเคลื่อนของแกนหมุนมาจากโปรแกรม drylin ® จาก igus ® แกนหมุนสแตนเลสครอบคลุมเส้นทางขยาย 150 มิลลิเมตร แกนหมุนขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์สเต็ปเปอร์ NEMA 11 ซึ่งทำงานด้วยแรงบิดสูงและความเร็วต่ำ 3 ซม./วินาที ตัวยึดที่ FFU อยู่ติดอยู่กับน็อตสกรูลีดซึ่งพิมพ์จากเส้นใยไตรโบ iglidur ® J260 ซึ่งเป็นเส้นใยหนึ่งในหกชนิดสำหรับการพิมพ์ 3 มิติที่ igus ® นำเสนอ สิ่งที่ทุกแบบมีเหมือนกันคือได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเสียดสีและการสึกหรอ และสามารถผลิตชิ้นส่วนพิเศษสำหรับต้นแบบหรือซีรีส์ขนาดเล็กได้อย่างรวดเร็วและคุ้มต้นทุน แม้ว่าจะมีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนก็ตาม UB-Space ยังได้จัดหาส่วนประกอบอื่นๆ สำหรับขายึดจาก igus ® อีกด้วย
 
ส่วนประกอบที่แทบมองไม่เห็นยังมาจากชุดประกอบ igus ® ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีนี้ Oliver Dorn: "ตัวทดสอบ (FFU) วางอยู่บนตัวจับที่ยึดด้วย Tribo-Tape

ฟิล์มเลื่อนที่ทำจาก iglidur ® ซึ่งมีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำมากนี้ค่อนข้างใหม่ในโปรแกรม igus ® โดยฟิล์มชนิดนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าหน่วยจะหลุดออกจากตัวยึดและเคลื่อนออกจากจรวดหลังจากที่แผ่นปิดเปิดและไดรฟ์ยืดออกไป

การทดสอบที่ซับซ้อนก่อนการเปิดตัว

การทดลอง REXUS แต่ละครั้งต้องผ่านการทดสอบและขั้นตอนการรับรองที่ซับซ้อนเช่นเดียวกับที่ใช้กันทั่วไปในการเดินทางอวกาศเชิงพาณิชย์และทางวิทยาศาสตร์ตามมาตรฐานของ ESA ตัวอย่างเช่น โมดูลจรวดจาก UB-Space เพิ่งเสร็จสิ้นการทดสอบการสั่นสะเทือนและการเร่งความเร็วด้วยแรง 12 กรัมบนแกนสามแกน
 
ความพยายามที่เกี่ยวข้องนั้นเข้าใจได้ เนื่องจากไม่มีเที่ยวบินทดสอบหรือต้นแบบในการเดินทางอวกาศ การทดลองจะต้องประสบความสำเร็จในเที่ยวบินแรกและเที่ยวบินเดียวเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ทีมงานของ UB-Space มีความหวังและได้รับกำลังใจจากวิศวกรทดสอบมืออาชีพที่คอยสนับสนุนโครงการนี้อย่างต่อเนื่อง

ไม่ต้องบอกก็รู้ว่าจรวด REXUS ที่ใช้ทดลองกับ UB-Space จะไม่กลายเป็นเศษซากในอวกาศ หลังจากทำการบินแบบพาราโบลาที่ระดับความสูง 90 กิโลเมตร ซึ่งพาจรวดผ่านชั้นบรรยากาศทั้งสามชั้นและเข้าสู่ชั้นเทอร์โมสเฟียร์ จรวดก็ลงจอดที่ทางตอนเหนือของสวีเดน จากนั้นข้อมูลที่ UB-Space รวบรวมระหว่างการเดินทางจะถูกวิเคราะห์