据欧洲航天局网站2015年12月15日报道,欧洲航天局(ESA)“清洁卫星”项目正在研发技术与工艺“为销毁而设计”(D4D),使未来的低轨卫星可以在坠入大气层时销毁。
在再入大气层过程中,一些卫星部件会在大气层摩擦高温下幸存并落回地球。现代空间碎片法规要求避免这种事件,不受控制的再入过程造成地面人身伤害的几率应小于1/10000。
“清洁卫星”项目负责人蒂亚戈•苏亚雷斯称,从很多观测中发现,卫星主体通常在70-80千米的高空解体,随后内部组件分散开来。可能会幸存的物体包括高熔点材料(如钛合金或不锈钢)制成的推进剂箱,以及高密度物体,如光学仪器和大型机械装置。作为 “清洁卫星”项目的一部分,研究人员正在研究如何使这些物体更容易破坏,例如,或会使用新型铝合金材料制造燃料箱。然而,如果没有足够早地暴露在高温中,即使重新设计的部件也不会熔解。因此,D4D需要采用整体方法,如使卫星在再入大气层过程中尽早解体。
任务规划者在研发过程的不同阶段,使用各种软件包评估卫星设计的可破坏性。研究工作频繁地模拟再入大气层过程并开展物理试验。在德国的风洞中,使用高超声速喷射气流和电弧加热炉对样品材料进行了测试。蒂亚戈表示,通过风洞试验发现了一些违反直觉的结果。例如,根据设想,用于制造卫星结构的复合材料很容易销毁,随着粘合树脂熔化,单个碳纤维将散开。但实际上,该过程非常缓慢地、逐层地进行。不过,这一发现提供了转换树脂的可能性,最终将采用更合适的结构。
D4D只是“清洁卫星”项目研究的诸多方法之一。其他方法包括:以受控方式使卫星坠落,将卫星提升至更安全的轨道,关闭老化卫星使其不易发生爆炸,采用新技术使卫星更轻或更高效,保留燃料以进行安全地废弃处理。(中国国防科技信息中心 冯云皓)