Ich habe kürzlich von Space News gesehen, dass ein Objekt in der Nähe eines relativ neu gestarteten Satelliten umkreist. Der Artikel besagt, dass es derzeit als Apogäum-Kick-Motor klassifiziert ist, und besagt Folgendes:
Apogee-Kick-Motoren führen normalerweise nach der Satellitentrennung ein letztes Manöver durch, um aktive Satelliten nicht durch Kollisionsgefahr zu gefährden.
Dies macht für mich Sinn, da das Anbringen des Motors aufgrund der zusätzlichen Masse eine kürzere Lebensdauer bedeuten würde und es unerwünscht erscheint, dass streunende Trümmer um eine Umlaufbahn wandern.
Dies führte zu zwei Fragen:
Für die erste Frage habe ich ein paar interessante Informationen gefunden, aber nichts Vollständiges. Das Manövrieren des Kick-Motors wie einen "normalen" Satelliten / eine "normale" Rakete nach dem Abbrennen scheint eine offensichtliche Antwort zu sein, und die Kick-Stufe von Rocket Lab scheint diesen Ansatz zu verwenden, aber ich konnte nicht herausfinden, wie verbreitet dieser Ansatz ist oder ob es ist eine relativ junge Entwicklung. Darüber hinaus scheint es für so etwas wie den Star 48 nicht machbar zu sein, da es technologisch viel einfacher erscheint und ich nicht sicher bin, wie das Manövrieren / Wiederzünden für einen soliden Motor funktionieren würde. Gibt es für diesen oder andere Fälle andere Trennungs-/Entsorgungsmöglichkeiten?
Was die zweite Frage betrifft, so konnte ich nichts finden, obwohl ich nicht sicher bin, ob ich an den richtigen Stellen suche.
Ein Beispiel (ich weiß nicht, ob es typisch ist) war die Trägheitsoberstufe (IUS), die verwendet wird, um von Space Shuttles gestartete Nutzlasten in ihre endgültigen Umlaufbahnen zu bringen.
Das Multi-Feststoffstufen-IUS hatte auch ein mit Flüssigbrennstoff betriebenes Reaktionskontrollsystem (RCS). Dieses RCS wurde verwendet, um das IUS nach der Trennung von der Nutzlast wegzufliegen. Hier ist ein Beispiel von STS-93, das das Observatorium Chandra (alias AXAF) auf einem IUS gestartet hat.
... die letzte IUS-Küstenphase und beinhaltete das IUS/Chandra-Trennungsereignis und eine spezielle letzte RCS-Verbrennung. Die spezielle RCS-Verbrennung wurde aufgenommen, um die kombinierten Funktionen eines Kollisions-/Kontaminationsvermeidungsmanövers (CCAM) und einer RCS-Verbrennung bis zur Erschöpfung (BTD) bereitzustellen. Das CCAM/BTD wurde entwickelt, um physischen Kontakt auszuschließen und die Kontamination von Chandra durch IUS SRM-Ausgasung oder RCS-Stöße zu minimieren.
Quelle: Flugergebnisse der Chandra X-ray Observatory Inertial Upper Stage Space Mission
Unter der Annahme, dass eine letzte, feste Stufe getrennt wird (einige tun dies nicht), trennt sich die Endnutzlast genau wie bei einer Flüssigkeit (unter der Annahme, dass westliche, nicht sowjetische Nutzlastschnittstellen vorhanden sind). Ein Freigabemechanismus trennt die Nutzlast- und Stufenschnittstellenringe entlang einer Trennlinie. Federn, die vorgespannt wurden, als die Bühne und die Nutzlast auf dem Boden zusammengefügt wurden, können sich dann frei ausdehnen. Diese Sep-Federn mögen mickrig klingen, aber mit genügend Stahl/Titan/was auch immer und einer ausreichenden Vorspannvorrichtung in der Nutzlastvorbereitungseinrichtung können Sie eine beträchtliche Federkraft erzielen. Inzwischen ist das Grundprinzip einer Schraubenfeder gut verstanden, leicht zu beschaffen und im Grunde bombenfest. In einer Trägheitsumgebung (keine Gravitationseffekte, Luftwiderstand, sehr geringe Dämpfung) sollte dies alles sein, was Sie brauchen.
Sollte auf dem Papier. In der realen Welt bringt Sie die Federkraft einfach nicht annähernd an das heran, was diese Bühne Ihnen gebracht hat, also driften die Bühne und die Nutzlast etwas langsam auseinander. Basierend auf Störungen kann die tote Stufe (langsam) verschiedene Dinge tun. Weltraummissionen sind sehr daran interessiert, die tote Stufe in Sichtweite zu haben, bis der Luftwiderstand sie um einen angenehmen Abstand wegzieht. (Leere Stufen haben eine geringe Masse für ihre Oberfläche, daher hat der Restwiderstand einen hohen Effekt im Vergleich zu dem brandneuen Satelliten, der vollgetankt ist.) Wenn die beiden hoch genug kreisen, geht der Widerstand natürlich effektiv auf Null, wenn nicht buchstäblich, und dieses leere Fass kann jahrelang verweilen .
Aus diesem Grund entscheiden sich viele Projekte dafür, den endgültigen Feststoff in das Raumfahrzeug einzubauen (wenn es klein genug ist), etwas Nutzlast-Triebwerkstreibstoff für ein frühes Manöver zu verwenden (praktisch, wenn Sie kreisförmig fahren müssen oder einfach nur extreme orbitale Präzision verlangen) oder bevorzugen eine Flüssigkeit als letzte Stufe, mit einer Art Vermeidungs-/Entsorgungsmanöver in der Folge. Wiederstartbare Oberstufen sind nicht mehr so seltsam und kostspielig und ein Verkaufsargument für einen Startvorgang. Außerdem kann eine wiederstartbare Oberstufe Dinge wie Zirkularisierung, extreme Orbit-Präzision, Multi-Burn-Trajektorien usw.
Anton Hengst