Çöplerin çoğu eski uydulardan, roket parçalarından, hatta basit somun ve cıvatalardan oluşuyor. Bu durum, uzun vadede uzayda güvenliği tehdit eden bir sorun demek.
Japonya’daki Tohoku Üniversitesi’nden Kazunori Takahashi, uzay çöpünü ortadan kaldırmak için devrim niteliğinde bir çözüm geliştirdi. Takahashi’nin önerisi, bir iyon motorunun plazma egzozunu kullanarak, uzay çöpüne itme kuvveti uygulamak. Bu yöntem, çöpün yörüngeden çıkıp atmosfere düşmesini sağlayarak güvenli bir şekilde yok edilmesine olanak tanıyor. Ancak iyon motorları, genellikle uzay aracını itmek için tasarlandığından, bu tür bir motorun plazma egzozunun doğrudan bir uzay çöpüne yönlendirilmesi, önceki tasarımlarda bazı zorluklar yaratıyordu.
Takahashi, çözüm olarak, uzay aracının iki farklı yönünden egzoz veren bir motor tasarladı. Bu sayede, her iki egzozdan gelen itme kuvveti birbirini dengeliyor ve çıkarma uydusunun sabit kalmasını sağlıyor.
Takahashi’nin geliştirdiği bu teknolojiye “çift yönlü plazma fırlatma tipi elektrotsuz plazma iticisi” ismi verilmiş. Bu sistemde, iyon motoru için geleneksel olarak kullanılan ksenon gazı yerine, daha düşük maliyetli ve benzer verimliliği sağlayan argon gazı kullanılıyor. Argon gazı, uzay aracındaki plazma sistemine iyonize gaz sağlamak için kullanılıyor, ve bu sayede itici nozul aracılığıyla uzay çöpüne uygulanan itme kuvveti artırılıyor.
Takahashi, bu çift yönlü itici sistemin gücünü artırabilmek için özel bir “manyetik uç” geliştirdiğini açıkladı. Bu uç, plazmanın deşarj duvarından daha etkili bir şekilde ayrılmasını sağlıyor, böylece daha fazla plazma nozuldan dışarı atılabiliyor. Bu da daha fazla itme gücü üretiyor.
Takahashi’nin bu yenilikçi çözümü, daha önceki laboratuvar deneylerinden üç kat daha güçlü. Testlerde, güç çıkışı 25 mN’ye kadar ulaşarak, uzay çöpünü yörüngeden çıkarmak için gereken gücü çok daha verimli bir şekilde sağladı.
Bir iyon motorunun itme kuvveti, başlangıçta kimyasal roketlere kıyasla küçük olsa da, zamanla bu kuvvet artarak etkili bir hale gelebiliyor. Örneğin, 1 ton ağırlığında ve 1 metre çapındaki bir uzay çöpünü 100 günden kısa bir sürede yörüngeden çıkarmak için sürekli olarak 30 mN itme kuvveti uygulanması gerekiyor. Bu, Japonya’nın Hayabusa2 görevinde kullanılan iyon motorunun sağladığı itme kuvvetinden daha yüksek bir güç gerektiriyor. Ancak, Takahashi’nin geliştirdiği sistemin yüksek güç tüketimi, büyük bir avantaj sağlıyor. Bu çözüm, büyük miktarlarda uzay çöpü ile mücadele için oldukça etkili bir yöntem olarak görünüyor.
