Comment les satellites fondent dans l'atmosphère terrestre



Une expérience a été menée à l'Agence spatiale européenne (ESA), au cours de laquelle une partie du satellite spatial a été fondue dans une soufflerie à plasma.

Le but de l'expérience est de simuler le processus de combustion de l'un des éléments satellites les plus durables de l'atmosphère, afin de minimiser davantage le risque possible que ses débris tombent à la surface de la Terre avec des dommages en analysant les données.

En effet, en théorie, tous les équipements et parties du satellite proche de la Terre sont développés en tenant compte du fait que lorsque leur vie utile approche de la fin, ils devraient brûler presque complètement dans l'atmosphère terrestre.

Cependant, dans la pratique, certaines parties, même de petits engins spatiaux, atteignent toujours la surface de la Terre, et certaines d'entre elles peuvent être suffisamment grandes pour endommager gravement des bâtiments ou même des personnes.

Dans leur expérience, les ingénieurs de l'ESA ont utilisé:

  • site d'essai du Centre aérospatial allemand de Cologne pour créer des conditions similaires au processus de fusion des débris spatiaux lors de l'immersion dans l'atmosphère;
  • une soufflerie à plasma pour simuler les conditions d'entrée dans l'atmosphère et le processus de fusion de l'élément satellite le plus durable;
  • une tige d'un système d'orientation magnétique (4 x 10 centimètres) en matériau composite polymère renforcé d'une fibre de carbone externe, avec des bobines de cuivre et un noyau interne en cobalt.

L'état de la tige du système d'orientation magnétique avant la fusion:



Les restes de la tige du système d'orientation magnétique après chauffage à plusieurs milliers de degrés Celsius:



Ainsi, le processus de fusion de l'élément satellite le plus durable s'est terminé par son étalement complet, cependant, certaines parties de la tige n'ont pas fondu comme prévu, ce qui pourrait être dû à une production incorrecte des pièces de tige ou à des calculs mathématiques incorrects de la destruction des éléments satellites dans l'atmosphère.



Il s'avère qu'en plus des tiges magnétiques, d'autres parties de satellites ne peuvent pas brûler dans l'atmosphère terrestre et voler à sa surface: réservoirs, instruments optiques, volants d'inertie de gyroscopes et mécanismes d'entraînement.

Les «invités» les plus fréquents de la surface de la Terre après le lancement des lanceurs et la chute des engins spatiaux sont des pièces de réservoirs de carburant.

À titre d'exemple, un cas de 1997 a été cité dans l'ESA dans lequel, à seulement 50 mètres d'un immeuble d'appartements dans une ferme du Texas, un réservoir de carburant de type fusée non brûlé dans l'atmosphère est tombé, pesant environ 250 kg.



À l'heure actuelle, selon les règles d'élimination de ces débris spatiaux, la chance d'être à la surface de la Terre à n'importe quel élément d'un satellite usé qui peut blesser quelqu'un est de 1 sur 10 000.

Dans le cadre d'un projet mondial appelé CleanSat, l'Agence spatiale européenne développe de nouvelles technologies et méthodes pour la production de composants de vaisseaux spatiaux qui assureront le développement et la production de futurs satellites à orbite basse conformément au concept D4D (design for demise) - conçu en pensant à une destruction complète.





Ainsi, des milliers de tonnes de charges utiles lancées dans l'espace, des milliers de satellites sur l'orbite de la Terre, des dizaines de milliers d'éléments d'engins spatiaux inactifs (débris spatiaux) - c'est une trace si importante que l'humanité a laissée dans l'espace en dehors de la Terre.



Mais des milliers de lancements supplémentaires sont prévus, et les débris spatiaux sont considérés comme le principal risque pour ces nouvelles missions spatiales.



Il s'avère qu'un petit objet dans l'espace mesurant seulement environ 1 cm en collision avec un vaisseau spatial récemment lancé peut libérer de l'énergie équivalente à l'explosion d'une grenade militaire.



Ce qui peut entraîner de graves dommages au nouveau vaisseau spatial ou même sa destruction.









Source: https://habr.com/ru/post/fr456888/


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