Konec životnosti satelitu - přehled návratových možností a nástrojů pro odstranění satelitu z oběžné dráhy

Abstract

Bakalářská práce se zabývá koncem života satelitu a řešením problému kosmického odpadu. Cílem je vytvořit ucelený a přehledný souhrn, který může sloužit jako základ při výběru a návrhu řešení odstranění satelitu z oběžné dráhy. Nejprve je čtenář uveden do tématu vesmírného odpadu a pro lepší pochopení problému je popsán historický vývoj situace. Následuje přehled požadavků a doporučení vesmírných agentur, jež se zaměřují na minimalizaci vzniku odpadu a maximalizaci bezpečnosti při návratu do atmosféry. Jeden z předpisů stanovuje, že maximální přípustné riziko újmy na zdraví nebo životě člověka musí být menší než 10^-4. Pro splnění je nutné, aby zánik satelitu byl kompletní a zasažená oblast co nejmenší. Metoda „Design for Demise“ se zaměřuje na optimalizaci návrhu satelitu a volbu materiálů komponentů, které mají největší šanci dopadu na zemi. Další požadavek omezuje dobu, po kterou může satelit zůstat na své orbitě na 5 let. To výrazně ovlivní vývoje zejména malých družic na vyšších drahách. V práci je vytvořen přehled návratových systémů, které umožňují splnit toto omezení. Jejich parametry, výhody a nevýhody jsou porovnány v kontextu malých satelitů. Návratové metody jsou porovnány a aplikovány na čtyři vzorové satelity.

This bachelor's thesis addresses the satellite end-of-life and the issue of space debris. The aim is to create a comprehensive and well-structured overview that can serve as a basis for selecting and designing a satellite deorbiting solution. The reader is first introduced to the topic of space debris, and a historical overview is included for better understanding. This is followed by a summary of requirements and guidelines of space agencies, which focus on minimising debris creation and maximising re-entry safety. One of the regulations states that the maximum acceptable risk of injury or loss of human life must be below 10^-4. To meet this requirement, the satellite shall fully disintegrate during re-entry, and the casualty area must be minimised. The “Design for Demise” approach focuses on optimizing satellite design and selecting ideal materials for components most likely to survive re-entry. Another requirement limits the orbital lifetime of a satellite to 5 years. This significantly affects the development of small satellites in higher orbits. An overview of deorbiting methods is included. Their parameters, advantages, and disadvantages are compared in the context of small satellites. The deorbiting methods are compared and applied to four exemplary satellites.