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Laser-based removal of irregularly shaped space debris

Scharring, Stefan und Wilken, Jascha und Eckel, Hans-Albert (2016) Laser-based removal of irregularly shaped space debris. Optical Engineering, 56 (1), 011007-1. Society of Photo-optical Instrumentation Engineers (SPIE). doi: 10.1117/1.OE.56.1.011007. ISSN 0091-3286.

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Offizielle URL: http://opticalengineering.spiedigitallibrary.org/article.aspx?articleid=2542221

Kurzfassung

While the feasibility of laser space debris removal by high energy lasers has been shown in concept studies and laboratory proofs of principle, we address the question of the effectiveness and responsibility associated with this technique. The large variety of debris shapes poses a challenge for predicting amount and direction of the impulse imparted to the target. We present a numerical code that considers variation of fluence throughout the target surface with respect to the resulting local momentum coupling. Simple targets as well as an example for realistic space debris are investigated with respect to momentum generation. The predictability of the imparted momentum is analyzed in a Monte Carlo study. It was found that slight variations of the initial debris position and orientation may yield large differences of the modified trajectories. We identify highly cooperative targets, e.g., spheres, as well as targets that are strongly sensitive to orientation, e.g., plates, and exhibit a poor performance in laser debris removal. Despite limited predictability for the motion of a particular debris object, the laser-based approach appears to be suitable for space debris removal, albeit not with a deterministic but rather with a probabilistic treatment of the resulting trajectory modifications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105517/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:Pressemitteilung von SPIE zum Paper am 1.8.2016: http://spie.org/about-spie/press-room/press-releases/laser-nudges-may-help-destroy-space-debris-threatening-communications-navigation-on-earth-1-aug-2016
Titel:Laser-based removal of irregularly shaped space debris
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Scharring, StefanStefan.Scharring (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilken, JaschaJascha.Wilken (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5748-1261NICHT SPEZIFIZIERT
Eckel, Hans-AlbertHans-Albert.Eckel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4581-6375NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 August 2016
Erschienen in:Optical Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:56
DOI:10.1117/1.OE.56.1.011007
Seitenbereich:011007-1
Verlag:Society of Photo-optical Instrumentation Engineers (SPIE)
Name der Reihe:Special Section on Laser Damage III
ISSN:0091-3286
Status:veröffentlicht
Stichwörter:space debris removal; laser ablation; geometric shape; laser parameters; impulse coupling; Monte Carlo simulation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Flugzeuge
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AR - Aircraft Research
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Laserforschung und Technologie (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Physik > Studien und Konzepte
Hinterlegt von: Scharring, Stefan
Hinterlegt am:06 Okt 2016 16:27
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:39

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