Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

at smelte en satellit, et stykke ad gangen

En stangformet magnetotorquer – lavet af en ekstern kulfiberforstærket polymerkomposit, med kobberspiraler og en intern jern-colbalt-kerne – der smeltes ved tusindvis af grader C inde i en DLR-plasmavindtunnel. Denne atmosfæriske reentry-simulering blev udført som en del af ESA's 'Design for Demise'-bestræbelser på at reducere risikoen for at genindtræde i satellitter, der når jorden. Kredit:ESA/DLR

Forskere tog en af ​​de tætteste dele af en satellit, der kredser om jorden, placerede det i en plasma vindtunnel og fortsatte derefter med at smelte det til damp. Deres mål var at forstå bedre, hvordan satellitter brænder op under genindstigning, for at minimere risikoen for at bringe nogen på jorden i fare.

Det finder sted som en del af ESA's Clean Space-initiativ, ildprøven fandt sted inde i en plasma vindtunnel, reproducere reentry-forhold, på DLR German Aerospace Centers plads i Köln.

Testpersonen var en 4 x 10 cm magnetotorquer, designet til at interagere magnetisk med Jordens magnetfelt for at skifte satellitorientering.

Fremstillet af en ekstern kulfiberforstærket polymerkomposit, med kobberspiraler og en intern jern-colbalt kerne, denne stavformede magnetotorquer blev opvarmet til flere tusinde grader Celsius i det hypersoniske plasma.

ESA Clean Space-ingeniør Tiago Soares forklarer:"Vi observerede opførslen af ​​udstyret ved forskellige varmeflux-opsætninger for plasma-vindtunnelen for at udlede mere information om materialeegenskaber og demisabilitet. Magnetotorqueren nåede en fuldstændig død ved høj varmeflux niveau.

"Vi har bemærket nogle ligheder, men også nogle uoverensstemmelser med forudsigelsesmodellerne."

I teorien forbrændes hardware, der kommer tilbage i rummet, helt op i løbet af at dykke gennem atmosfæren. I praksis kan nogle stykker nå helt ned til Jorden - nogle af dem store nok til at gøre alvorlig skade.

At smelte et stykke af en satellit. Kredit:European Space Agency

I 1997, for eksempel, Texanerne Steve og Verona Gutowski blev vækket af virkningen af, hvad der lignede et "dødt næsehorn" kun 50 m fra deres stuehus. Det viste sig at være en 250 kg brændstoftank fra et rakettrin.

Moderne rumaffaldsbestemmelser kræver, at sådanne hændelser ikke skal ske. Ukontrollerede genindtræden burde have en chance på mindre end 1 ud af 10.000 for at skade nogen på jorden.

Som en del af en større indsats kaldet CleanSat, ESA udvikler teknologier og teknikker for at sikre, at fremtidige satellitter i lav kredsløb er designet i overensstemmelse med konceptet 'D4D' – design til død.

  • Den vigtigste drivmiddeltank i anden fase af en Delta 2 raket landede nær Georgetown, Texas, USA, den 22. januar 1997. Denne tank på omkring 250 kg er primært en rustfri stålkonstruktion og overlevede reentry relativt intakt. Kredit:NASA

  • Denne magnetorquer er =lavet af en ekstern kulfiberforstærket polymerkomposit, med kobberspiraler og en indvendig jern-colbalt kerne. Under plasma vindtunnel blev denne stavformede magnetotorquer opvarmet til flere tusinde grader Celsius i det hypersoniske plasma. Det portugisiske firma LusoSpace leverede en magnetotorquer til test. Kredit:ESA/DLR

  • Fremstillet af en ekstern kulfiberforstærket polymerkomposit, med kobberspiraler og en intern jern-colbalt kerne, denne stavformede magnetotorquer blev opvarmet til flere tusinde grader Celsius i det hypersoniske plasma i DLR's plasma vindtunnel. Magnetotorqueren blev stort set fordampet som et resultat. Kredit:ESA/DLR

Tidligere undersøgelser har identificeret nogle satellitelementer, som er mere tilbøjelige til at overleve genentry-processen. Sammen med magnetotorquere omfatter disse optiske instrumenter, drivmiddel- og tryktanke, drivmekanismerne, der driver solpaneler og reaktionshjul - roterende gyroskoper, der bruges til at ændre en satellits pegeretning.

En stor kilde til usikkerhed i nedlæggelsesprocessen er tendensen til, at dele fragmenterer, generere flere affaldsgenstande og øge risikoen for tilskadekomne. Dybest set sagt, jo flere brikker i spil, jo højere er den samlede tabsrisikoestimering.

Clean Space er den europæiske rumfartsorganisations initiativ til at beskytte de terrestriske og orbitale miljøer, samtidig med at innovationen og konkurrenceevnen i Europas rumsektor styrkes. Denne animerede guide følger en nyligt opsendt satellit, da den først går i kredsløb, i processen med at forklare de forskellige grene af Clean Space-indsatsen og de forskellige fremtidige Clean Space sigter mod at bygge. Kredit:European Space Agency

Denne testaktivitet, udført med UK-baserede Belstead Research samt DLR, hjælper med at udfylde huller i viden om reentry-adfærd med praktiske simuleringer. Det portugisiske firma LusoSpace leverede en magnetotorquer til test.


Varme artikler