Un magnetotorquer a forma di bastoncino, realizzato con un composito polimerico esterno rinforzato con fibra di carbonio, con bobine di rame e un nucleo interno di ferro-colbalto, fuso a migliaia di gradi C all'interno di una galleria del vento al plasma DLR. Questa simulazione di rientro atmosferico è stata eseguita nell'ambito degli sforzi dell'ESA "Design for Demise" per ridurre il rischio che i satelliti rientrino al suolo. Credito:ESA/DLR
I ricercatori hanno preso una delle parti più dense di un satellite in orbita attorno alla Terra, lo mise in una galleria del vento al plasma quindi procedette a fonderlo in vapore. Il loro obiettivo era capire meglio come bruciano i satelliti durante il rientro, per ridurre al minimo il rischio di mettere in pericolo chiunque si trovi a terra.
Nell'ambito dell'iniziativa Clean Space dell'ESA, il test infuocato è avvenuto all'interno di una galleria del vento al plasma, riproducendo le condizioni di rientro, presso il sito del Centro aerospaziale tedesco DLR a Colonia.
Il soggetto del test era un magnetotorquer 4 x 10 cm, progettato per interagire magneticamente con il campo magnetico terrestre per spostare l'orientamento del satellite.
Realizzato in un composito polimerico esterno rinforzato con fibra di carbonio, con bobine di rame e un nucleo di ferro-colbalto interno, questo magnetotorquer a forma di bastoncino è stato riscaldato a diverse migliaia di gradi Celsius all'interno del plasma ipersonico.
Tiago Soares, ingegnere dell'ESA Clean Space, spiega:"Abbiamo osservato il comportamento dell'apparecchiatura in diversi allestimenti del flusso di calore per la galleria del vento al plasma per ricavare maggiori informazioni sulle proprietà dei materiali e sulla demisability. Il magnetotorquer ha raggiunto una scomparsa completa ad alto flusso di calore livello.
"Abbiamo notato alcune somiglianze ma anche alcune discrepanze con i modelli di previsione".
In teoria, l'hardware che rientra nello spazio viene completamente bruciato nel corso dell'immersione nell'atmosfera. In pratica, alcuni pezzi possono arrivare fino alla Terra, alcuni abbastanza grandi da causare gravi danni.
Nel 1997, ad esempio, I texani Steve e Verona Gutowski sono stati svegliati dall'impatto di quello che sembrava un "rinoceronte morto" a soli 50 m dalla loro fattoria. Si è rivelato essere un serbatoio di carburante da 250 kg da uno stadio di razzo.
Le moderne normative sui detriti spaziali richiedono che tali incidenti non accadano. I rientri incontrollati dovrebbero avere meno di 1 su 10.000 possibilità di ferire chiunque si trovi a terra.
Come parte di uno sforzo più ampio chiamato CleanSat, L'ESA sta sviluppando tecnologie e tecniche per garantire che i futuri satelliti a bassa orbita siano progettati secondo il concetto di 'D4D' – design for demise.
Il serbatoio principale del propellente del secondo stadio di un razzo Delta 2 è atterrato vicino a Georgetown, Texas, STATI UNITI D'AMERICA, il 22 gennaio 1997. Questo serbatoio di circa 250 kg è principalmente una struttura in acciaio inossidabile ed è sopravvissuto al rientro relativamente intatto. Credito:NASA
Questo magnetorquer è =costituito da un composito polimerico esterno rinforzato con fibra di carbonio, con bobine di rame e un nucleo di ferro-colbalto interno. Durante la galleria del vento al plasma, questo magnetotorquer a forma di bastoncino è stato riscaldato a diverse migliaia di gradi Celsius all'interno del plasma ipersonico. L'azienda portoghese LusoSpace ha fornito un magnetotorquer per i test. Credito:ESA/DLR
Realizzato in un composito polimerico esterno rinforzato con fibra di carbonio, con bobine di rame e un nucleo di ferro-colbalto interno, questo magnetotorquer a forma di bastoncino è stato riscaldato a diverse migliaia di gradi Celsius all'interno del plasma ipersonico della galleria del vento al plasma del DLR. Di conseguenza, il magnetotorquer è stato in gran parte vaporizzato. Credito:ESA/DLR
Precedenti studi hanno identificato alcuni elementi satellitari che hanno maggiori probabilità di sopravvivere al processo di rientro. Insieme ai magnetotorquers questi includono strumenti ottici, propellente e serbatoi a pressione, i meccanismi di azionamento che azionano gli array solari e le ruote di reazione:giroscopi rotanti usati per cambiare la direzione di puntamento di un satellite.
Una grande fonte di incertezza nel processo di scomparsa è la tendenza delle parti a frammentarsi, generando più elementi di detriti e aumentando il rischio di incidenti. In sostanza, più pezzi in gioco, maggiore è la stima del rischio complessivo di incidenti.
Questa attività di prova, condotto con Belstead Research con sede nel Regno Unito e DLR, sta aiutando a colmare le lacune nella conoscenza del comportamento di rientro con simulazioni pratiche. L'azienda portoghese LusoSpace ha fornito un magnetotorquer per i test.
