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31 Août, 2023

TransAstra remporte un contrat avec la NASA pour un sac de capture de débris

TransAstra remporte un contrat avec la NASA pour un sac de capture de débris

Une maquette montre le sac de capture de TransAstra livrant une charge utile à la ThinkPlatform. ThinkOrbital prévoit d’équiper la ThinkPlatform d’outils permettant d’inspecter, de réparer et de recycler les objets.

Dans le cadre de la phase 2 du contrat de recherche sur l’innovation des petites entreprises, d’un montant de 850 000 dollars, TransAstra construira un sac de capture gonflable et démontrera au sol comment le dispositif, qui utilise des jambes de force gonflables pour s’ouvrir et se fermer, envelopperait un objet non coopératif.

Héritage d’ARM

La technologie du sac de capture a été inventée au Jet Propulsion Laboratory de la NASA pour l’Asteroid Redirect Mission (ARM), un projet de rendez-vous avec un astéroïde proche de la Terre et de transport en orbite cislunaire.

L’espace cislunaire désigne l’espace sphérique se trouvant autour de la Terre jusqu’à la limite de l’orbite de la Lune. Par exemple, les missions Apollo se déroulaient majoritairement dans cet espace

TransAstra a construit un petit sac de capture en 2021 grâce à un financement de la NASA au titre des concepts innovants avancés. Le nouveau contrat de TransAstra a été attribué dans le cadre du programme SBIR Ignite de la NASA, qui soutient les technologies en phase de démarrage ayant des applications commerciales potentielles.

« À l’origine, nous avons développé ce prototype de petit sac de capture pour démontrer l’exploitation minière d’astéroïdes en orbite terrestre basse avec un astéroïde synthétique », a déclaré Joel Sercel, fondateur et PDG de TransAstra. « Mais nous nous sommes ensuite rendu compte qu’il s’agissait de la meilleure solution pour le nettoyage des débris orbitaux.

Représentation de la démonstration du sac de capture Hive de TransAstra. Crédit : TransAstra

Ramassage des déchets

Les petits sacs de capture pourraient récupérer des cubesats. Des sacs plus grands pourraient contenir des fusées usagées, des satellites de communication géostationnaires hors d’usage ou des astéroïdes de 50 000 tonnes, selon Joel Sercel.

Les sacs de capture présentent certains avantages par rapport aux autres méthodes de nettoyage des débris orbitaux.

« Il n’est pas nécessaire que la cible soit équipée d’un dispositif de fixation auquel on puisse s’accrocher », souligne Joel Sercel. « Il n’est pas nécessaire de s’amarrer, ce qui est une manœuvre de précision. Il faut être suffisamment précis pour ouvrir le sac, l’enrouler autour de l’objet et le refermer.

« Si l’objet cible tourne rapidement, par exemple, le sac de capture « devrait suivre sa rotation dans une certaine mesure, comme le suggère notre analyse », a ajouté Joel Sercel.

Plutôt que d’enlever un débris à la fois, TransAstra propose de capturer plusieurs objets avec un seul sac.

« Si je dois voler vers un objet, le capturer, aller sur une orbite de courte durée, puis revenir à mon altitude opérationnelle, cela nécessite une énorme consommation d’ergols », a déclaré Joel Sercel. « Il est préférable de capturer plusieurs débris en une seule mission.

Représentation d’un sac de capture TransAstra capturant un corps de fusée usé. Crédit : TransAstra

Recyclage en orbite

Une étude récente réalisée par TransAstra et la société ThinkOrbital, spécialisée dans les infrastructures spatiales, propose de transporter les débris ou les satellites hors d’usage vers une usine de traitement en orbite.

La capture, le stockage et la réutilisation du matériel spatial ont permis de diviser les coûts par six par rapport au coût du transport individuel des objets à une altitude suffisamment basse pour qu’ils rentrent rapidement dans l’atmosphère terrestre. En outre, l’approche de réutilisation a permis de réduire de 82 % les coûts de propergol et de diminuer de 40 % le temps nécessaire à l’élimination des débris.

« Ces résultats valident et soulignent le potentiel de cette approche pour résoudre l’une des menaces existentielles les plus importantes et les plus urgentes de l’espace d’une manière plus rapide, plus facile, plus économique et plus durable », souligne Sebastian Asprella, cofondateur et PDG de ThinkOrbital, dans un communiqué. « Les implications pour l’avancement de l’industrialisation de l’espace à la lumière de ces résultats sont profondes ».

Méthode de nettoyage proposée

TransAstra et Think Orbital proposent de lancer des sacs de capture dans le vaisseau spatial TransAstra Worker Bee. Après s’être placé sur l’orbite des débris ciblés, le Worker Bee les transporterait jusqu’à la ThinkPlatform de ThinkOrbital.

La ThinkPlatform proposée aurait un diamètre d’environ 37 mètres et un volume de 4 000 mètres cubes. ThinkOrbital prévoit d’équiper la ThinkPlatform d’outils permettant d’inspecter, de réparer et de recycler les objets.

« La puissante combinaison de ces technologies révolutionnaires crée un écosystème efficace pour résoudre immédiatement et continuellement le problème croissant des débris spatiaux », a déclaré Nicole Shumaker, vice-présidente des partenariats stratégiques de TransAstra, dans un communiqué. « Les voyages répétés pour ramasser les débris orbitaux et les transporter dans l’atmosphère terrestre en vue de leur élimination nécessitent beaucoup d’ergols et de temps. Les stations de recyclage dans l’espace résolvent ce problème et transforment ce qui était auparavant un passif en un actif qui non seulement réduit les débris orbitaux mais ouvre de nouvelles possibilités pour la fabrication et la construction dans l’espace. »

Études de simulation

Les conclusions de TransAstra et de ThinkOrbital sont le résultat d’une étude en deux parties. Grâce à des simulations informatiques approfondies, les entreprises ont comparé les coûts et la masse de propergol nécessaires à l’élimination des débris sur une plate-forme orbitale et à la capture des débris en vue de leur élimination dans l’atmosphère terrestre.

TransAstra prévoit de ravitailler Worker Bee sur la plateforme ThinkPlatform.

Selon le communiqué de presse, les avantages de la réutilisation des débris sont restés les mêmes, quelles que soient la masse des débris et l’altitude orbitale.

« Cette étude démontre que nous pouvons et devons repenser de manière créative la façon dont nous abordons l’élimination des débris », a déclaré Lee Rosen, cofondateur de ThinkOrbital et colonel retraité de l’armée de l’air américaine, dans un communiqué. « C’est essentiel non seulement pour l’avancement de l’exploration et de l’industrialisation de l’espace, mais aussi pour notre défense nationale.

https://spacenews.com/transastra-claims-nasa-contract-for-debris-capture-bag/

https://spacenews.com/nasa-closing-out-asteroid-redirect-mission/