Aktivní technologie řešení kosmického odpadu

Abstract

Diplomová práca sa zaoberá problematikou odstraňovania vesmírneho odpadu. Prácu možno rozdeliť do troch častí. Prvá časť je teoretická a popisuje problematiku odstraňovania odpadu, ako napr. generovanie odpadu, Kesslerov syndróm, prevencia vzniku odpadu, detegovanie a sledovanie odpadu. Ďalej sa prvá časť venuje popisu ADR metód a ich porovnaniu. Metódy sú rozdelené do štyroch skupín podľa ich spoločných vlastnosti: drag augmentation systems, contactless methods, tether-based methods a contact removal methods. Následne sú metódy porovnané na základe vhodnosti orbitu, nákladov, technologickej úrovni metód a ich výhod a nevýhod v rámci skupiny. Druhá časť pozostáva z popisu matematických a fyzikálnych vlastností, ktoré je potrebné brať do úvahy pri simuláciách. Pre simuláciu bola zvolená laserová metóda, ktorá je podrobnejšie popísaná. Zároveň sú popísané orbitálne elementy, orbitálna zmena a priblíženie dvoch satelitov. Posledná časť pozostáva z popisu navrhnutej aplikácie pre simuláciu vesmírneho odpadu. Jedná sa o 3D simuláciu pohybu objektov. Užívateľ v rámci aplikácie môže simulovať orbitálnu zmenu zakladajúcu sa na Hohmann transfer, priblíženie prenasledujúceho satelitu a cieľového objektu a deorbitáciu pomocou laserovej metódy. Aplikácia je naprogramovaná v Jave a využíva JavaFX framework pre 3D grafiku a jednotlivé desktopové prvky.

The master's thesis deals with the issue of space debris disposal. The thesis can be divided into three parts. The first part is theoretical and describes the issue of debris disposal, such as debris generation, Kessler syndrome, debris mitigation, and how to detect and track debris. Furthermore, the first part deals with a description of ADR methods and their comparison. The methods are divided into four groups according to their common properties: drag augmentation systems, contactless methods, tether-based methods, and contact removal methods. The comparison of methods consists of comparing the suitability of orbit, cost, technological readiness level of methods, and their advantages and disadvantages within the group. The second part consists of a description of the mathematical and physical properties that need to be considered. The laser method was chosen for the simulation, which is described in more detail. At the same time, orbital elements, orbital change, and rendezvous are described. The last part consists of a description of the designed application for space debris simulation. The application is a 3D simulation of the movement of objects. Within the application, the user can simulate an orbital change based on Hohmann transfer, rendezvous of a chaser satellite and a target object, and simulate deorbitation using a laser method. The application is developed in Java and uses the JavaFX framework for 3D graphics and individual desktop elements.