Radiofrekvenční štítky pro bezpečnější setkávání

Radiofrekvenční štítky pro bezpečnější setkávání

5. května 2020

In-Orbit_Servicing_Target_inspection-scaled

ESA pracuje na vývoji radiofrekvenčních štítků, které by měly usnadnit odstraňování kousků kosmické tříště. Jednou z největších výzev pro činnosti v těsné blízkosti je správné určení relativní vzdálenosti, rychlosti, otáčení a pozice cílového objektu. K měření těchto vlastností se dají použít senzory – třeba LIDAR (LIght Detection And Ranging), který laserovými pulsy skenuje cíl a měří čas, který světlo potřebuje k odražení od cíle a cestě zpět. Vlnová délka světla je mnohem kratší než u radiových vln, takže tento „laserový radar“ dává mnohem přesnější výsledky. Na druhou stranu má však velké nároky na množství elektrické energie, což je na oběžné dráze vzácný zdroj. Kvůli tomu ESA studuje možnosti dalších systémů, které mají usnadnit navigaci družice k cíli – jedním z nich jsou pasivní radiofrekvenční (RF) štítky.

Základní schéma fungování radiofrekvenčních štítků.
Zdroj: blogs.esa.int/

Studii vede italská firma Leonardo a jejím cílem je vyhodnotit proveditelnost a výhody zabudování pasivních RF štítků na budoucí evropské platformy na nízké oběžné dráze. Tyto štítky mají umožnit snazší setkávání. Během přibližovací fáze bude aktivní družice „zpovídat“ pasivní štítky na cílovém objektu a ze získaného signálu bude vyvozovat navigační parametry – vzdálenost, orientaci atd.

Radiofrekvenční štítky mohou pomoci určit orientaci cílového objektu v prostoru.
Zdroj: https://blogs.esa.int/

Štítky mají být umístěny na různých místech platformy cílového objektu. Aktivní družice vyšle svou anténou signál, který štítek přijme, svými rezonátory jej upraví a odešle zpět k anténám aktivní družice. „Tyto díly mají vlekou výhodu v tom, že jsou odolné, spolehlivé a plně pasivní, což jsou základní vlastnosti zařízení, které se má použít na konci služby nějaké družice. Systém tedy bude po dlouhou dobu vystaven drsnému kosmickému prostředí,“ uvedl Sébastien Perrault, z programu CleanSpace a dodal: „Navíc relativně malá cena i celkový dopad štítků na budoucí platformy činí tuto technologii velmi atraktivní, přičemž zůstává užitečná pro relativní navigaci.“

Aktivní družice bude vybavena sérií vysílacích a přijímacích antén, které mají zajistit, jak ESA trefně říká, „výslech“ různých štítků a separaci důležitých parametrů z odražených signálů. Senzor má být schopen měřit azimut a elevaci každého viditelného štítků a z toho pak vypočítá orientaci cílového objektu v prostoru. Doplňková metoda používá směrových vlastností štítků a měří jejich úroveň ve vztahu k relativní vzdálenosti a orientaci. Kombinace těchto přístupů se ukázala jako dost přesná pro měření relativní vzdálenosti a odhadu orientace v blízkosti obou těles. Systém tak prokázal nadějné výsledky a mohl by být využitelný u budoucích projektů, které vyžadují činnost v blízkosti jiné družice.