Innovative Solutions for Satellite Conformity to Space Debris Mitigation

This thesis presents the work I have accomplished during my 6 months internship in Altran Research more precisely inthe Space Innovation Unit in Cannes, France. This period as trainee was also the conclusion of the double degree program I followed in Aerospace Engineering at KTH, the Royal Institute of Technology of Stockholm, Sweden. This report details every Space Safety related projects in which I have been involved. Every topic is related to the management of low earth orbit satellites disintegration during their atmospheric re-entry. Nowadays orbital pollution has pushed national space agencies to take the lead on space debris mitigation. There are currently more than twenty thousand objects of more than 10 cm constantly tracked from ground to avoid collision within-progress missions. This is implying expensive avoidance manoeuvres thus equipment and budget associated. Items shorter than 10 cm are even more numerous and they cannot be seen from ground so they are estimate by models. The debris population is threatening future missions and even launches if nothing is done to prevent/reduce the debrisformation. To avoid this catastrophic scenario, space agencies have developed and financed projects to prevent and reduce debris creation. In the meantime, risk on ground must be reduced to limit population injuries from falling object. Now satellites are designed/retro-designed to demise more, and in known ways, during uncontrolled re-entry. Software are also currently developed to simulate more precisely the complex aerothermal phenomenon of ablation duringatmospheric re-entry.Detta examensarbete presenterar mitt arbete under en sex månader lång praktik på Altran Research och deras SpaceInnovation Unit i Cannes, Frankrike. Rapporten beskriver de rymdsäkerhetsprojekt jag arbetade med, alla relaterade tillutformning av satelliter i låg jordbana för effektivare sönderfall vid deras atmosfärsåterinträde. Nedskräpning av jordbanor har tvingat nationella rymdstyrelser att ta initiativ för att lindra rymdskrotsproblematiken. Idag spåras banorna för fler än tjugo tusen objekt med en storlek större än 10 cm för att förhindra kollisioner med aktiva satelliter. Detta betyder att dyra undanmanövrar måste göras, vilket påverkar satelliternas utrustning och rymduppdragens budget. Objekt mindre än 10 cm är ännu fler till antalet och de kan inte spåras från jorden. Istället används modeller för att uppskatta deras antal. Rymdskrotspopulationen hotar framtida rymduppdrag och uppskjutningar om ingenting görs för att förhindra eller reducera tillväxen av rymdskrot. För att undvika detta katastrofscenario så har rymdstyrelser utvecklat och finansierat projekt för att förhindra och reducera att nytt rymdskrot skapas. Samtidigt måste risken för att rymdskrot faller ned på marken reduceras för att begränsa skador på människor och egendom. Nuförtiden utformas satelliter för att falla isär och helt och hållet förbrännas vid ett okontrollerat återinträde i atmosfären. Mjukvaror håller på att utvecklas för att mer precist kunna simulera komplex aerotermiska processer och ablationen av material vid atmosfäriskt återinträde