SMC-S-015 Утилизация спутников на геостационарной высоте по окончании срока службы

Стандарт «SMC-S-015 Уничтожение спутников на геостационарной орбите по окончании срока их службы», опубликованный Центром космических и ракетных систем (SMC) Космического командования ВВС США , описывает требования к уничтожению спутника на околоземной орбите, срок службы которого подошел к концу.

Утилизация спутника на околоземной орбите по окончании срока его службы означает:

• Удалить спутник из области космоса, где работают другие спутники, таким образом, чтобы в будущем не мешать другим пользователям космоса.
• Обеспечение того, чтобы утилизированный объект оставался в инертном состоянии и не вызывал внутреннего взрывного события, которое может оставить после себя мусор и поставить под угрозу работающие спутники.

Для спутников, работающих в геостационарном поясе, наиболее эффективным методом утилизации является перевод спутника на суперсинхронную орбиту над областью работающего космического аппарата и коридором маневрирования, используемым для перемещения работающих спутников в новые продольные слоты, с последующей разрядкой аккумуляторных батарей, продувкой двигателей и другими действиями для исключения возможности возникновения события, приводящего к образованию мусора.

Настоящий стандарт охватывает следующие требования:

• Планирование утилизации спутников, работающих на геосинхронной высоте, и адекватное определение характеристик окончательной утилизации для обеспечения сохранения достаточного количества топлива для маневрирования.
• Выбор орбит окончательного захоронения, на которых спутник не вернется в зону эксплуатации в обозримом будущем.
• Успешное выполнение маневра утилизации
• Исчерпание всех энергетических ресурсов транспортного средства до истечения срока его службы для минимизации вероятности аварии.

Представлены методы планирования и выполнения утилизации космического оборудования, которые отражают современные принятые на международном уровне рекомендации и учитывают передовой опыт современной эксплуатации. В этом пересмотре учтены результаты последних технических исследований Межведомственного координационного комитета по космическому мусору с целью ограничения первоначального эксцентриситета орбиты утилизации для обеспечения того, чтобы утилизированный спутник не возвращался в зону эксплуатации и маневрирования спутника в течение как минимум 100 лет.

Окончание срока службы — это момент, когда спутник окончательно выключается или наземное управление спутником становится невозможным.

Конец миссии относится к моменту в жизни спутника, когда:

• Момент, когда он больше не может выполнять свои основные функции и больше не требуется работать на расчетной рабочей высоте.
• Точка, в которой остаток топлива, управление ориентацией или другие функции, критически важные для успешного выполнения маневра по уничтожению, достигают уровня или возможностей, при которых дальнейшая задержка делает завершение маневра по уничтожению маловероятным.

Геосинхронную зону можно определить как круговое кольцо вокруг Земли в плоскости земного экватора. Средняя угловая скорость космического объекта, движущегося вдоль кольца, равна или очень близка к скорости вращения Земли, что означает, что спутник как бы находится над фиксированным положением на Земле.

Что касается планирования маневров по утилизации как части основных требований, план утилизации по завершении миссии должен разрабатываться, поддерживаться и обновляться на всех этапах миссии, а также проектирования и эксплуатации космического аппарата. Этот стандарт должен включать:

• Детали номинальной орбиты миссии
• Подробная информация о траектории предполагаемой утилизации
• Оценки количества топлива, необходимого для утилизации
• Определение систем и возможностей, необходимых для успешного завершения утилизации
• Критерии, при соблюдении которых необходимо начать утилизацию
• Определение энергетических ресурсов, которые необходимо потребить до окончания срока их службы
• Сроки инициирования и выполнения процесса утилизации
• Хронология истощения оставшихся энергетических ресурсов
• Список лиц или организаций, которых необходимо уведомить об окончании дежурства и утилизации, а также график уведомления

Космическая система должна быть спроектирована таким образом, чтобы вероятность ее успешной утилизации по завершении миссии, включая исчерпание энергетических ресурсов, превышала 0,90. Подробная информация о конструкции, лежащей в основе оценки вероятности, должна быть включена в план утилизации по завершении миссии.

Необходимо разработать конкретные критерии для начала действий по утилизации, включить их в план утилизации по завершении миссии и контролировать их на протяжении всего срока миссии. Прогнозы жизненного цикла миссии, основанные на этих критериях, должны регулярно выполняться в ходе проверок статуса миссии на протяжении всего ее выполнения. Статус этих критериев должен быть представлен в периодических (по крайней мере, ежегодных) обзорах миссии.

Независимо от успеха или неудачи других аспектов действий по утилизации отходов, необходимо разработать план действий в чрезвычайных ситуациях, чтобы исчерпать все энергетические ресурсы и обеспечить безопасность космического корабля до его окончательной гибели. Цель состоит в том, чтобы гарантировать принятие необходимых мер по обеспечению безопасности транспортного средства до того, как будут потеряны критически важные системы. План действий в чрезвычайных ситуациях должен включать критерии, определяющие, когда следует предпринимать меры безопасности, обоснование каждого критерия и график мер безопасности. План действий в чрезвычайной ситуации должен быть включен в план утилизации по завершении миссии.

Планирование мероприятий по утилизации по завершении миссии должно начинаться на этапе проектирования миссии. Планирование фактических действий по утилизации должно начинаться как минимум за шесть месяцев до даты повторного вывода на орбиту. Следующие шаги будут выполнены на всех этапах миссии и должны быть задокументированы в плане утилизации по завершении миссии:

• Разработка точной оценки запасов топлива в двигательной установке
• Расчет начального приращения перигея (перигей — точка на орбите спутника, ближайшая к центру Земли)
• Разработка основных требований к маневрированию для обеспечения устойчивой траектории увода
• Проверка характеристик траектории долгосрочного (100-летнего) захоронения
• Определение порядка маневра
• Разработка плана безопасности транспортного средства
• Разработка плана действий в чрезвычайных ситуациях

Наша организация, которая на протяжении многих лет стремится оказывать поддержку предприятиям всех секторов посредством широкого спектра испытаний, измерений, анализа и оценочных исследований, имеет сильный штат сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В этом контексте услуги по тестированию также предоставляются предприятиям в соответствии со стандартом «SMC-S-015 Уничтожение спутников на геостационарной высоте по окончании срока службы».