p Objetos voadores incontroláveis ​​em órbita são um grande risco para as viagens espaciais modernas, e, devido à nossa dependência de satélites hoje, é também um risco para a economia global. Uma equipe de pesquisa do Instituto Fraunhofer de Óptica Aplicada e Engenharia de Precisão IOF em Jena, Alemanha, agora desenvolveu especialmente um laser de fibra que determina com segurança a posição e a direção do movimento dos detritos espaciais para mitigar esses riscos. p Detritos espaciais são um grande problema em voos espaciais em órbita baixa da Terra. Satélites desativados ou danificados, fragmentos de estações espaciais e outros vestígios de missões espaciais representam uma ameaça potencial de colisões com satélites ativos e espaçonaves todos os dias. Além de sua força destrutiva, colisões também criam risco adicional, criando milhares de novos fragmentos, que, por sua vez, pode colidir com outros objetos - um perigoso efeito de bola de neve.

p Hoje, a economia global depende em um grau substancial dos satélites e de suas funções - essas aplicações são, por exemplo, usado em telecomunicações, a transmissão de sinais de TV, navegação, previsão do tempo e pesquisas climáticas. O dano ou destruição de tais satélites através de uma colisão com satélites em órbita ou restos de foguetes pode causar danos imensos e duradouros. Portanto, os detritos espaciais perigosos precisam ser rastreados e registrados de forma confiável antes que qualquer salvamento ou outras contra-medidas possam ser considerados. Os especialistas da Fraunhofer IOF em Jena desenvolveram um sistema a laser perfeitamente adequado para essa tarefa.

p Registro confiável da posição e movimento de objetos na órbita da Terra

p "Com nosso sistema robusto e eficiente, podemos determinar com segurança e precisão a posição exata dos objetos e a direção do movimento em órbita, "explica o Dr. Thomas Schreiber do grupo de lasers de fibra da Fraunhofer IOF." Os sistemas a laser como o nosso devem ser excepcionalmente poderosos para resistir às condições extremas do espaço. Em particular, o alto desgaste físico do foguete durante o lançamento, onde a tecnologia está sujeita a vibrações muito fortes. "Na órbita terrestre baixa, o alto nível de exposição à radiação, as oscilações extremas de temperatura e o baixo suprimento de energia também são grandes obstáculos a serem superados. Isso exigiu um novo desenvolvimento pela equipe de pesquisa de Jena, uma vez que as tecnologias de laser comuns não são capazes de lidar com esses desafios.

p Além disso, também é necessário analisar os detritos espaciais em distâncias comparativamente longas. Para este propósito, o pulso de laser está se propagando através de um amplificador baseado em fibra de vidro e enviado em sua jornada de quilômetros de extensão.

p Medições com dez mil pulsos de laser por segundo

p "Pulsos de laser muito curtos, que duram apenas alguns bilionésimos de segundo, são filmados em diferentes posições no espaço para determinar a velocidade, direção do movimento e o movimento rotacional dos objetos, "explica o Dr. Oliver de Vries." Com nosso sistema de laser, é possível disparar milhares de pulsos por segundo. Se um objeto está realmente em uma das posições examinadas, parte da radiação é refletida de volta para um scanner especial, que está diretamente integrado ao sistema. Mesmo que o feixe de laser seja muito rápido, leva algum tempo para que a luz emitida chegue ao objeto e volte novamente. Esse chamado 'tempo de vôo' pode então ser convertido em uma distância e uma coordenada 3D real de acordo. "Os sensores sofisticados do sistema, que coletam os reflexos da luz refletida, pode detectar até bilionésimos da luz refletida.

p O princípio - originalmente desenvolvido por dois pesquisadores da Fraunhofer IOF para Jena-Optronik e o Centro Aeroespacial Alemão (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) - já foi testado com sucesso durante a manobra de acoplamento de um transportador espacial na Estação Espacial Internacional ISS. Anteriormente, o sistema a laser havia sido instalado em um sensor da empresa aeroespacial da Turíngia Jena-Optronik GmbH e foi lançado em 2016 com o transportador de suprimentos autônomo ATV-5. O sistema de Jena Optronik também se destaca em eficiência energética:o laser de fibra opera com uma potência total de menos de 10 watts - que é significativamente menos do que um laptop comercial, por exemplo.