LADUNI.ID, 8.100 ton puing antariksa telah terakumulasi di orbit Bumi rendah yang terdiri atas benda-benda roket bekas, puing-puing terkait misi, dan pecahan tumbukan. Sebagian besar benda-benda ini terlalu kecil untuk dideteksi dengan sistem radar, tetapi ada lebih dari 29.000 benda yang diketahui lebih besar dari 10 cm. Dampak antara benda-benda ini dan misi operasi telah merusak peralatan yang mahal, membutuhkan manuver penghindaran tabrakan yang mahal dan membahayakan kehidupan para astronot di stasiun ruang angkasa internasional.

Pada tahun 1979 Kantor Program Orbital NASA Puing-puing, bersama dengan Donald J. Kessler, merilis penelitian tentang "Sindrom Kessler" yang memperkirakan bahwa tabrakan akan terus meningkat. Ini akan mengarah pada pertumbuhan puing yang eksponensial yang akan membuat akses ke ruang menjadi mustahil dalam beberapa generasi. Solusi parsial untuk menstabilkan populasi puing juga diusulkan yang memerlukan misi baru untuk memasukkan tindakan pembuangan pasca misi, serta misi yang didedikasikan untuk Penghapusan Puing Aktif (ADR) dengan menempatkan benda terbesar ke dalam orbit yang membusuk kurang dari 25 tahun. Proposal ini membahas bagaimana seseorang dapat berhasil dalam mencapai tujuan yang terakhir ini.

Realisasi konsep CHARON yang berhasil akan berdampak besar pada beberapa tujuan misi NASA. Kendaraan orbital yang dapat memanfaatkan sumber daya atmosfer atas in-situ akan memungkinkan sejumlah misi, dan khususnya ADR, yang membutuhkan delta-V yang sangat tinggi dengan cara yang cepat, responsif, dan berulang. Konsep yang diajukan di sini, Crosscutting, High Apogee, Refueling Orbital Navigator (CHARON) akan memberikan kemampuan seperti itu.

CHARON melakukannya dengan cara berikut: pertama ia mendapatkan bahan bakar dengan mengambil dan menyimpan kepadatan rendah N2 dan O yang ditemui selama periode rendah perigee dari orbit yang sangat elips. Penggabungan thruster Electrodeless Lorentz Force ultra-ringan, daya dorong tinggi yang dikembangkan di MSNW memungkinkan CHARON untuk beroperasi secara efisien pada gas yang tersimpan dalam berbagai konfigurasi tergantung pada persyaratan misi. Karena CHARON dapat mendorong pada apogee, CHARON dapat mencapai penurunan orbit luas yang dibutuhkan untuk ADR. Selain itu, CHARON dapat mendorong pada perigee untuk memberikan kompensasi seret untuk pengisian bahan bakar perigee yang sangat rendah, orbit non-Kepler yang stabil, atau perubahan fase cepat. CHARON hanya membutuhkan 5 kW tenaga surya on-board karena energi yang dikumpulkan selama bagian ketinggian yang lebih tinggi dari orbit elipsnya dapat disimpan untuk operasi daya yang lebih tinggi nanti. Berfungsi dengan cara ini CHARON dapat menghasilkan daya dorong 1,2 N pada 2500 detik Isp untuk ADR. Selama 10 tahun kehidupan misi, CHARON akan memproses 5500 kg propelan untuk mengangkut 80 pesawat ruang angkasa, melakukan 850 derajat perubahan pesawat, dengan lebih dari 100 km / detik delta-V, semua dengan peluncuran pesawat ruang angkasa tunggal, dan tidak memerlukan tambahan propelan di atas pesawat .

Karena konsentrasi puing massa tinggi terbesar berada di pita kemiringan 81 hingga 83 derajat dan dalam kisaran ketinggian 800 hingga 1300 km, pemindahan puing-puing dari wilayah ruang inilah yang pertama-tama akan dianalisis. Oleh karena itu, upaya fase I yang diusulkan di sini akan fokus pada analisis misi dan perhitungan orbit untuk pengambilan objek yang lebih masif pada kisaran ketinggian yang berpusat sekitar 950 km dan kemiringan 82 derajat. Selain itu, rencana untuk secara eksperimental menentukan sifat dan perilaku berbagai desain sendok untuk CHARON akan dibuat. Desain yang lebih menjanjikan dari analisis akan dibuat dan dikarakterisasi dalam fase II. Ini dibuat cukup bisa dilakukan dengan memanfaatkan ruang vakum besar dan dorong dorong di MSNW bersama dengan aperture besar yang baru dibangun, generator aliran netral LEO. Baik koefisien drag maupun rasio kompresi netral dapat ditentukan secara akurat dalam pengujian subskala yang akan memungkinkan desain prototipe CHARON yang akan digunakan untuk operasi dan pengembangan berbasis ruang lebih lanjut.