Scharring, Stefan and Divoký, Martin and Peukert, Markus and Lorbeer, Raoul-Amadeus and Bergmann, Kevin and Nagy, Lukas and Riede, Wolfgang and Speiser, Jochen and Pilar, Jan and Slezak, Ondrej and Bezdek, Ales and Sebera, Josef (2025) Orbital Re-focusing of High Energy Laser Beams from Ground for Laser-ablative Post-Mission Disposal and Debris Removal. In: ESA Proceedings Database. 9th European Conference on Space Debris, 2025-04-01 - 2025-04-04, Bonn, Deutschland.
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Official URL: https://conference.sdo.esoc.esa.int/proceedings/sdc9/paper/140/SDC9-paper140.pdf
Abstract
Ground-based laser power beaming enables propulsion solutions for post-mission disposal (PMD) and active debris removal (ADR). In our conceptual study we find that the demand for large laser pulse energies (~100 kJ in ADR) can dramatically be lowered if the laser beam is refocused in orbit, enabling the usage of currently available laser technology. For PMD beam re-focusing onboard a satellite would power its laser-ablative propulsion unit. With 29 J pulses at 580 Hz repetition rate and less than 2 kg of propellant, the perigee of a small satellite at 600 km altitude could sufficiently be lowered within two years. For ADR a relay satellite would divert 400 J laser pulses and focus them over up to 40 km distance. Regarding 10k debris objects and a beam relay at 550 km altitude, debris irradiation in a triple conjunction of ground station, relay, and debris is possible several times per day.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/213595/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Conference or Workshop Item (Poster) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Orbital Re-focusing of High Energy Laser Beams from Ground for Laser-ablative Post-Mission Disposal and Debris Removal | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 1 April 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | ESA Proceedings Database | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | High Power Lasers, High Energy Lasers, Momentum Transfer, Laser Ablation, Laser Propulsion, Post-Mission Disposal, Active Debris Removal, Beam Focusing, Energy Transmission, Laser Ground Station, Space Debris | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Title: | 9th European Conference on Space Debris | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Location: | Bonn, Deutschland | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Start Date: | 1 April 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event End Date: | 4 April 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Organizer: | ESA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R SY - Space System Technology | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Use of lasers for the detection of space debris | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Technical Physics > Active Optical Systems Institute of Technical Physics > Solid State Lasers and Nonlinear Optics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Scharring, Stefan | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 07 Apr 2025 13:38 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 13 May 2025 10:09 |
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