A Terra está atualmente cercada por destroços lançados ao espaço ao longo de várias décadas. Este lixo espacial pode colidir com satélites, causando danos e criando mais detritos. Para preservar um ambiente de espaço seguro, a remoção ativa ou de-orbiting de detritos espaciais é um desafio tecnológico emergente. Se a ação corretiva não for tomada em um futuro próximo, será difícil sustentar as atividades espaciais humanas.

Para superar esse problema, vários métodos para a remoção e de-orbiting de detritos foram propostos até agora. Estes são classificados como métodos de contato (por exemplo, braço robótico, rede de amarração, amarração eletrodinâmica) ou métodos sem contato (por exemplo, laser, pastor de feixe de íons), com os métodos sem contato provando ser mais seguros.

O método sem contato de pastor de feixe de íons usa um feixe de plasma ejetado do satélite para transmitir uma força aos detritos, assim, desacelerando-o para que caia a uma altitude mais baixa, reentrando na atmosfera da Terra e queimando naturalmente. Contudo, ejetar o feixe de plasma em direção aos detritos acelera o satélite na direção oposta, o que torna difícil manter uma distância consistente entre os destroços e o satélite.

Para remover detritos com segurança e eficácia, dois sistemas de propulsão devem ser montados no satélite para ejetar feixes de plasma bidirecionais (Figura 1). Isso interfere na integração do sistema de satélite, exigindo a redução do peso e do tamanho do satélite.

"Se a remoção de detritos puder ser realizada por um único sistema de propulsão de alta potência, será de uso significativo para atividades espaciais futuras, "disse o professor associado Kazunori Takahashi da Tohoku University no Japão, que está liderando pesquisas sobre novas tecnologias para remover detritos espaciais em colaboração com colegas da Australian National University.

O grupo de pesquisa japonês e australiano demonstrou que um propulsor de plasma de helicóptero pode render a operação de remoção de detritos espaciais usando um único sistema de propulsão (Figura 2). No experimento de laboratório, a ejeção bidirecional de plumas de plasma do único propulsor de plasma foi precisamente controlada com um campo magnético e injeção de gás; então, a força de desaceleração transmitida a um objeto que simula detritos foi medida enquanto se mantinha a força líquida zero para o propulsor (e satélite). O sistema, tendo o propulsor de plasma único, pode ser operacional em três modos operacionais:aceleração do satélite; desaceleração do satélite; e remoção de detritos.

"O propulsor de plasma do helicóptero é um sistema sem eletrodo, o que lhe permite realizar longas operações realizadas em um nível de alta potência ", diz Takahashi, "Esta descoberta é consideravelmente diferente das soluções existentes e fará uma contribuição substancial para a futura atividade humana sustentável no espaço."