En stavformad magnetotorquer – tillverkad av en extern kolfiberförstärkt polymerkomposit, med kopparspiraler och en inre järn-kolboltkärna – som smälts vid tusentals grader C inuti en DLR-plasmavindtunnel. Denna atmosfäriska återinträdessimulering utfördes som en del av ESA:s "Design for Demise"-ansträngningar för att minska risken för att återinträda satelliter som når marken. Kredit:ESA/DLR
Forskare tog en av de tätaste delarna av en satellit som kretsar runt jorden, placerade den i en plasma vindtunnel och fortsatte sedan med att smälta den till ånga. Deras mål var att bättre förstå hur satelliter brinner upp under återinträde, för att minimera risken att utsätta någon på marken för fara.
Utspelar sig som en del av ESA:s Clean Space-initiativ, eldprovningen inträffade i en plasma vindtunnel, reproducera förhållanden för återinträde, vid DLR German Aerospace Centers plats i Köln.
Testpersonen var en 4 x 10 cm magnetotorquer, designad för att interagera magnetiskt med jordens magnetfält för att ändra satellitorientering.
Tillverkad av en extern kolfiberförstärkt polymerkomposit, med kopparspiraler och en inre järn-kolboltkärna, denna stavformade magnetotorquer värmdes till flera tusen grader Celsius i hypersonisk plasma.
ESA Clean Space-ingenjör Tiago Soares förklarar:"Vi observerade beteendet hos utrustningen vid olika värmeflödesuppsättningar för plasmavindtunneln för att få mer information om materialegenskaper och demisabilitet. Magnetotorquern nådde en fullständig död vid högt värmeflöde nivå.
"Vi har noterat vissa likheter men också vissa avvikelser med prediktionsmodellerna."
I teorin bränns hårdvara för återinträde i rymden upp helt under loppet av att störta genom atmosfären. I praktiken kan vissa bitar ta sig hela vägen ner till jorden - några av dem stora nog att göra allvarlig skada.
1997, till exempel, Texanerna Steve och Verona Gutowski väcktes av påverkan av vad som såg ut som en "död noshörning" bara 50 m från deras bondgård. Det visade sig vara en bränsletank på 250 kg från ett raketsteg.
Moderna bestämmelser om rymdskräp kräver att sådana incidenter inte ska inträffa. Okontrollerade återinträden bör ha mindre än 1 på 10 000 chans att skada någon på marken.
Som en del av en större satsning kallad CleanSat, ESA utvecklar teknologier och tekniker för att säkerställa att framtida satelliter i låg omloppsbana designas enligt konceptet 'D4D' – design för undergång.
Huvuddrivmedelstanken i andra etappen av en Delta 2-raket landade nära Georgetown, Texas, USA, den 22 januari 1997. Denna tank på cirka 250 kg är i första hand en struktur av rostfritt stål och överlevde återinträde relativt intakt. Kredit:NASA
Denna magnetorquer är =tillverkad av en extern kolfiberförstärkt polymerkomposit, med kopparspiraler och en inre järn-kolboltkärna. Under plasma vindtunnel värmdes denna stavformade magnetotorquer till flera tusen grader Celsius i hypersonisk plasma. Det portugisiska företaget LusoSpace tillhandahöll en magnetotorquer för testning. Kredit:ESA/DLR
Tillverkad av en extern kolfiberförstärkt polymerkomposit, med kopparspiraler och en inre järn-kolboltkärna, denna stavformade magnetotorquer värmdes upp till flera tusen grader Celsius i det hypersoniska plasmat i DLR:s plasmavindtunnel. Magnetotorquer förångades till stor del som ett resultat. Kredit:ESA/DLR
Tidigare studier har identifierat vissa satellitelement som är mer benägna att överleva återinträdesprocessen. Tillsammans med magnetotorquer inkluderar dessa optiska instrument, drivmedel och trycktankar, drivmekanismerna som driver solpaneler och reaktionshjul – snurrande gyroskop som används för att ändra en satellits pekriktning.
En stor källa till osäkerhet i nedläggningsprocessen är tendensen för delar att splittras, genererar flera föremål av skräp och ökar risken för olyckor. I princip uttryckt, ju fler pjäser som spelas, desto högre är den totala uppskattningen av skaderisken.
Denna testaktivitet, utförs med Storbritannien-baserade Belstead Research samt DLR, hjälper till att fylla luckor i kunskap om återinträdesbeteende med praktiska simuleringar. Det portugisiska företaget LusoSpace tillhandahöll en magnetotorquer för testning.
