كشفت وكالة الفضاء الأوروبية عن محاكاة لما يحدث عندما يدخل “أحد العناصر الأكثر ضخامة على متن القمر الصناعي” الغلاف الجوي للأرض مرة أخرى.
ووفقا للفيديو الذي نشرته الوكالة، فإن نفقا من رياح البلازما بخّر تماما نموذجا لقمر صناعي، ما يوضح كيف يمكن أن تؤدي سرعة وحرارة عودة الدخول إلى الغلاف الجوي إلى محو حتى أكبر أجزاء الأقمار الصناعية الفضائية.
وأوضحت وكالة الفضاء الأوروبية أن هذا التدمير التام شيء جيد، لأنه يمكن للحطام الفضائي سريع الحركة الذي يدخل الغلاف الجوي للأرض أن يشكل خطرا كبيرا إذا نجت تلك النفايات الفضائية من ضغوط إعادة الدخول.
وقال ممثلو الوكالة الفضائية، في بيان، إنه من خلال اختبار عتبات الحرارة للأقمار الصناعية، يمكن للمهندسين تصميم مركبات فضائية قوية بما يكفي للقيام بعملهم، لكنها ستحترق أيضا بأمان في الغلاف الجوي خلال سقوطها على الأرض.
وبعد اكتمال مهمة القمر الصناعي، يمكن لمشغليه إزالة الجسم من المدار باستخدام نظام التحكم الخاص به لخفض نقطة الحضيض للقمر الصناعي، أو النقطة المدارية الأقرب إلى الأرض، فيما يعرف باسم إعادة الدخول الخاضعة للرقابة.
وعندما يكون الحضيض منخفضا بدرجة كافية، تتولى الجاذبية المسؤولية وتسحب المركبة الفضائية إلى الأسفل، وفقا لوكالة الفضاء الأوروبية.
وتؤدي هذه الطريقة إلى إعادة دخول القمر الصناعي إلى الغلاف الجوي بزاوية شديدة الانحدار، وبالتالي ضمان أن الحطام سيضرب بعد ذلك منطقة صغيرة نسبيا. وعادة ما يستهدف مشغلو الأقمار الصناعية المحيطات المفتوحة لتقليل المخاطر على الناس، وفقا لوكالة الفضاء الأوروبية.
وبالمقارنة، فإن عمليات إعادة الدخول غير الخاضعة للرقابة لا ترسل القمر الصناعي إلى منطقة هبوط محددة. ولكن لكي يرسل المشغل قمرا صناعيا يهبط في الغلاف الجوي للأرض في هبوط غير متحكم فيه، تطلب الوكالات الفيدرالية المنظمة للأقمار الصناعية دليلا على أن مخاطر الإصابات الناجمة عن الاصطدام أقل من 1 من كل 10000، بحسب وكالة الفضاء الأوروبية.
ولتحقيق هذه الدرجة من اليقين، يجب على المهندسين إثبات أن جميع أجزاء القمر الصناعي المتساقط ستحترق قبل أن تقترب من الأرض، كما يتضح من ذوبان القمر الصناعي في اللقطات التي تم تصويرها داخل غرفة اختبار تابعة لمركز الفضاء الألماني (DLR) ، في كولونيا، ألمانيا. وقام العلماء هناك بمحاكاة ظروف العودة إلى الغلاف الجوي باستخدام الغاز المسخن بواسطة قوس كهربائي لدرجات حرارة تزيد عن 12 ألف درجة فهرنهايت (6700 درجة مئوية)، وفقا لمعهد الديناميكا الهوائية وتكنولوجيا التدفق التابع لـ DLR.
وفي الفيديو، تدخل آلية محرك المصفوفة الشمسية (SADM)، وهي جزء من القمر الصناعي الذي يوجه موضع الألواح الشمسية، وأحد أكبر أجزاء القمر الصناعي النموذجي، إلى غرفة الرياح البلازمية.
وبدأت التجارب لجعل SADM أكثر عرضة لتدمير الغلاف الجوي قبل عام. وفي المرحلة الأولى، بنى الباحثون نماذج برمجية لـ SADM اختبرت نقطة انصهار نوع جديد من برغي الألومنيوم.
وقام العلماء بعد ذلك ببناء نموذج مادي ثلاثي الأبعاد لـ SADM باستخدام مسامير الألومنيوم الجديدة، ووضعها تحت الاختبار داخل حجرة البلازما. وواجه النموذج سرعات رياح بلغت آلاف الأميال في الساعة، ما أدى إلى إعادة إنتاج ظروف مماثلة لعودة دخول الغلاف الجوي، وكانت النتيجة عبارة عن SADM مبخر تماما كما توقعت نماذج البرامج، وفقا لممثلي وكالة الفضاء الأوروبية.
وتعد تجارب ذوبان الأقمار الصناعية مثل هذه أيضا جزءا من برنامج وكالة الفضاء الأوروبية، يسمى CleanSat، حيث تقوم الوكالة بالتحقيق في التقنيات الجديدة واختبارها بحيث تتبع التصاميم المستقبلية للأقمار الصناعية ذات المدارات المنخفضة مفهوما يعرف بـ”D4D” أو “تصميم من أجل الزوال”، وفقا لوكالة الفضاء الأوروبية.
المصدر: لايف ساينس
