L’iniziativa Clean Space dell’Agenzia spaziale europea (ESA) ha condotto un test di rientro simulato all’interno di una galleria del vento al plasma presso il sito del Centro aerospaziale tedesco DLR a Colonia. Credito: ESA
Può essere controintuitivo, ma una migliore progettazione del satellite è una delle strategie chiave per combattere i detriti spaziali. Sviluppato da ESA spazio pulito Iniziativa, l’approccio è chiamato “design for demise” e prevede l’assicurarsi che i satelliti abbandonati si disintegrino e brucino completamente quando rientrano nell’atmosfera.
I dispositivi di rientro nello spazio devono bruciare completamente mentre affondano nell’atmosfera per essere al sicuro. In pratica, alcuni pezzi possono cadere a terra, alcuni sono abbastanza grandi da causare gravi danni.
Nel 1997, ad esempio, i texani Steve e Verona Gutowski furono svegliati dall’impatto di quello che sembrava essere un “rinoceronte morto” a soli 50 metri dalla loro fattoria. Si è rivelato essere un serbatoio di carburante da 250 kg dallo stadio del razzo.
Il serbatoio principale del secondo stadio di un missile Delta 2 è caduto vicino a Georgetown, Texas, USA, il 22 gennaio 1997. Questo serbatoio di circa 250 kg è principalmente uno scafo in acciaio inossidabile ed è sopravvissuto al rientro relativamente intatto. credito: NASA
Le moderne normative sui detriti spaziali richiedono che non si verifichino tali incidenti. La possibilità di rientro senza supervisione deve essere inferiore a 1 su 10.000 per infettare chiunque sulla Terra.
Come parte di uno sforzo più ampio chiamato addetto alle pulizieL’Agenzia spaziale europea sta sviluppando tecnologie e tecniche per garantire che i futuri satelliti a bassa orbita siano progettati secondo il concetto “D4D” – design for demise.
Alcuni dei componenti satellitari più pesanti hanno maggiori probabilità di sopravvivere al processo di rientro. Questi includono magnetoplani che utilizzano magneti per trasformare un veicolo spaziale contro il campo magnetico terrestre, strumenti ottici, combustibili, serbatoi a pressione, meccanismi di azionamento che alimentano array solari e ruote di reazione – giroscopi rotanti usati per cambiare l’orientamento di un satellite.
Rientra nel satellite. Credito: ESA/Sacha Berna
Uno degli oggetti della missione D4D include la dissoluzione di oggetti così enormi all’interno plasma Le gallerie del vento sono in grado di riprodurre le condizioni pirotecniche coinvolte. Un altro è pianificare modi per garantire la disintegrazione precoce dei detriti rientrati.
Durante il rientro, flussi di calore estremi e carichi meccanici di solito rompono un satellite a un’altitudine di circa 75 km. Solo dopo questo aumento anche la maggior parte delle apparecchiature interne esposte al flusso di calore comincerà a “svanire”.
Rompere al rientro. Credito: ESA/Sacha Berna
Ma l’ingegneria di un’altezza di disintegrazione più elevata significa che l’attrezzatura interna sarà esposta al flusso di calore per un tempo più lungo, il che migliora notevolmente la sua capacità di disintegrazione complessiva. I possibili modi per garantire ciò includono giunti più solubili che tengono insieme i pannelli satellite o l’uso di “leghe a memoria di forma” che cambiano forma con la temperatura.
Clean Space utilizza anche il software DRAMA (Debris Risk Assessment and Mitigation Analysis) per calcolare la conformità di un particolare progetto di satellite agli standard di mitigazione dei detriti spaziali e per garantire che vengano presi in considerazione gli ultimi risultati della ricerca, con l’obiettivo sempre di ridurre il rischio di infezione al di sotto di quel valore critico di 1 su 10.000.
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