Ogni anno, centinaia di satelliti si congedano dalla loro orbita. La maggior parte viene deorbitata correttamente, ma alcuni falliscono bruscamente. E anche quelli ben comportati, una volta dismessi, possono iniziare a ruotare su se stessi a causa dell'accumulo di piccole perturbazioni come la pressione della radiazione solare, diventando infine impossibili da catturare per le missioni di rimozione attiva dei detriti (ADR). Con oltre 36.500 oggetti detritici tracciati in orbita, il rischio di collisioni a cascata è reale. L'ESA avverte che senza soluzioni ADR, alcune orbite terrestri basse diventeranno inutilizzabili. Quindi garantire che tutti i satelliti morti siano adeguatamente stabilizzati sarebbe un elemento fondamentale per rendere l'ADR economicamente fattibile.

Ecco il Detumbler del reparto R&S di Airbus: un dispositivo passivo di smorzamento magnetico che stabilizza i satelliti in rotazione prima che diventino incontrollabili. Agendo come un freno a induzione, dissipa l'energia cinetica attraverso il campo magnetico terrestre, fermando la rotazione in pochi mesi. Per la prima volta, gli operatori hanno una soluzione affidabile, a basso costo e completamente passiva per prevenire la rotazione post-missione, perché niente dice "spazio sostenibile" come un aggeggio che funziona dopo che l'alimentazione è saltata.

Senza alimentazione e quindi senza attuatori, l'unico fenomeno che può limitare i tassi di rotazione in un veicolo spaziale morto sono le correnti parassite naturali create dal campo magnetico terrestre nella struttura metallica rotante del satellite. Mettere in cortocircuito i magnetotorquer a fine vita potrebbe aiutare a potenziare quell'effetto naturale. Sfortunatamente, la coppia resistente risultante è proporzionale al quadrato del debole campo magnetico (il momento di dipolo indotto M è proporzionale a B, e la coppia magnetica risultante è MxB), rendendo tali effetti estremamente deboli, troppo deboli per prevenire la rotazione spontanea in caso di qualsiasi asimmetria nelle perturbazioni esterne. Ad esempio, nel 2017, 12 anni dopo la dismissione, Topex-Poseidon aveva raggiunto un tasso di rotazione di 34 deg/s (40.000 Nms di momento accumulato). Un sacco di Nms per un satellite che dovrebbe essere morto.

Nonostante la sua massa e il suo volume molto modesti, il Detumbler può raggiungere efficienze di molti ordini di grandezza superiori, utilizzando magneti permanenti in modo che la coppia frenante sia proporzionale a B, non a B². Sì, fisica: è tutta una questione di esponente.

Il programma Space Safety dell'ESA richiede capacità di detumbling per missioni LEO >500 kg (1100 libbre), con l'obiettivo di prestazioni di detumbling da 3°/s a 0,75°/s in meno di un anno. Il Detumbler di Airbus è una soluzione leader per soddisfare i requisiti dell'ESA e quindi abilitare la rimozione attiva dei detriti.

Il rotore magnetizzato all'interno del Detumbler tende a rimanere allineato con il campo magnetico terrestre. Mentre il satellite ruota, l'involucro conduttivo del Detumbler ruota attorno al rotore magnetizzato, causando così una frenata magnetica attraverso correnti parassite. Questo dissipa lentamente ma costantemente l'energia cinetica del satellite, riducendo il momento angolare in modo esponenziale, raggiungendo infine uno stato stazionario detumbled con tassi residui molto bassi. Ciò si ottiene senza la necessità di alcuna alimentazione elettrica o di calcolo, contrariamente a tutti gli altri attuatori di controllo dell'assetto. In pratica è un magnete in una scatola, e funziona.

Pesando circa 200 g (0,440 libbre), il dispositivo delle dimensioni di un palmo può essere integrato quasi ovunque (non troppo vicino al magnetometro) nei progetti di piattaforme esistenti, con poche o nessuna modifica, rendendolo una scelta facile per le future missioni spaziali in LEO.

Detumbler non è più in R&S; è a TRL 8 e già disponibile commercialmente attraverso il portafoglio prodotti Airbus Space Electronics. Vantaggi chiave: 100% passivo (nessuna alimentazione o attuatore di controllo dell'assetto necessario; funziona anche dopo la fine della missione); compatibile con un'ampia gamma di dimensioni di piattaforma (da ~150 kg (330 libbre) a ~1,5 tonnellate (3300 libbre)); detumbling in poche settimane per le piattaforme più piccole, entro un anno per l'estremità superiore dell'intervallo di dimensioni; previene la rotazione nonostante perturbazioni esterne medie fino a 5 µNm; testato sotto vibrazioni di lancio e condizioni orbitali; e una proposta di valore competitiva. È un sacco di c