З кожною космічною місією усе гостріше постає проблема космічного сміття. Загальна вага космічного сміття на низькій навколоземній орбіті Землі становить близько 2500 т (на 2013 р.). При цьому більшу його частину становлять верхні ступені РН. Зіткнення КА з об’єктами космічного сміття будуть усе більш реальною загрозою для майбутніх космічних місій.

Одержання можливості відведення з орбіти хоча б декількох типів ступенів РН є актуальним завданням для світової космічної спільноти.
У 2013 р. ДП «КБ «Південне» розпочало роботи з реалізації амбіційного науково-дослідного проєкту LEOSWEEP, реалізованого в рамках Сьомої рамкової програми ЄС. Метою проєкту є демонстрація технологічної здійсненності першої місії з активного видалення українського верхнього ступеня з використанням технології іонного променя, яка забезпечує ефективну безконтактну маніпуляцію космічним сміттям з низьким рівнем ризику.

Основним напрямом робіт ДП «КБ «Південне» у рамках проєкту LEOSWEEP було розроблення демонстраційної місії з видалення з орбіти верхнього ступеня РН, використовуючи падаючий іонний промінь, що випромінює співорбітальний космічний апарат, а також аналіз безпеки процесу видалення та повернення в атмосферу верхнього ступеня.

Було проаналізовано вплив іонного променя на матеріал зовнішньої поверхні верхнього ступеня РН «Циклон-3». Виготовлено і випробувано у змодельованих умовах космосу зразок матеріалу зовнішньої поверхні для підтвердження безпеки безконтактної маніпуляції об’єктом за допомогою іонного променя. Аналіз руйнування верхніх ступенів РН під час повернення в атмосферу показав, що деякі частини двигуна і паливні баки можуть долетіти до Землі, що вимагає виділення спеціальних зон падіння.

Цей проєкт було частково профінансовано за Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу з розвитку наукових досліджень і технологій. Угода про грант № 607457.

Докладна інформація доступна за посиланням: www.leosweep.upm.es

Космічну систему призначено для ефективного відведення з низьких навколоземних орбіт (заввишки до 1 000 км) у щільні шари атмосфери середніх об’єктів космічного сміття (масою до 1 000 кг і габаритами до 5 м).

До складу системи входять:

Каркасна надувна гальмівна система складається з надувного каркаса і кулястої оболонки. Каркас є трубчастою конструкцією, яка складається з герметичних елементів.

Довжину рукавів-перемичок елементів вибирають так, щоб у робочому стані форма надувного каркаса забезпечувала натяг зовнішньої оболонки близький до форми кулі.

Надування каркаса відбувається через окремі рукави, кожний з яких наповнює газом свій елемент каркаса. У разі пошкодження одного з елементів каркаса частинкою КС працездатність гальмівного пристрою зберігається.

Пристрій відведення з орбіти на основі саморозгортуваних штанг виконано у вигляді чотиригранної піраміди, яку прикріплено вершиною до об’єкта. Основа піраміди – правильний чотирикутник. Чотири бічні грані піраміди утворені трикутними мембранами, прикріпленими до штанг, розташованих уздовж чотирьох ребер піраміди.

Розміри і форма пристрою відведення вибрано зважаючи на умови забезпечення середньої площі перерізу піраміди у розкритому стані 178 м2, а також мінімізації габаритів і маси пристрою відведення в транспортному положенні. Пристрій відведення приводять з транспортного у робоче положення за рахунок запасеної енергії деформації скручених штанг.