Un magnétotorque en forme de tige - constitué d'un composite externe de polymère renforcé de fibres de carbone, avec des bobines de cuivre et un noyau interne de fer-colbalt - fondu à des milliers de degrés C à l'intérieur d'une soufflerie à plasma DLR. Cette simulation de rentrée dans l'atmosphère a été réalisée dans le cadre des efforts de l'ESA « Design for Demise » pour réduire le risque que les satellites de rentrée n'atteignent le sol. Crédit :ESA/DLR
Les chercheurs ont pris l'une des parties les plus denses d'un satellite en orbite terrestre, l'a placé dans une soufflerie à plasma puis a procédé à sa fusion en vapeur. Leur objectif était de mieux comprendre comment les satellites brûlent lors de la rentrée, afin de minimiser le risque de mettre en danger toute personne au sol.
Se déroulant dans le cadre de l'initiative Clean Space de l'ESA, les tests enflammés ont eu lieu à l'intérieur d'une soufflerie à plasma, reproduire les conditions de rentrée, sur le site du DLR German Aerospace Center à Cologne.
Le sujet de test était un magnétotorquer de 4 x 10 cm, conçu pour interagir magnétiquement avec le champ magnétique terrestre pour modifier l'orientation du satellite.
Fait d'un composite externe de polymère renforcé de fibre de carbone, avec des bobines de cuivre et un noyau interne de fer-colbalt, ce magnétotorque en forme de tige a été chauffé à plusieurs milliers de degrés Celsius dans le plasma hypersonique.
L'ingénieur de l'ESA Clean Space, Tiago Soares, explique :« Nous avons observé le comportement de l'équipement à différentes configurations de flux de chaleur pour la soufflerie à plasma afin d'obtenir plus d'informations sur les propriétés des matériaux et leur capacité de destruction. Le magnétotorque a atteint un arrêt complet à un flux de chaleur élevé. niveau.
"Nous avons noté quelques similitudes mais aussi quelques divergences avec les modèles de prédiction."
En théorie, le matériel de réentrée dans l'espace est entièrement brûlé au cours de la plongée dans l'atmosphère. En pratique, certaines pièces peuvent atteindre la Terre, certaines d'entre elles suffisamment grosses pour causer de graves dommages.
En 1997, par exemple, Les Texans Steve et Verona Gutowski ont été réveillés par l'impact de ce qui ressemblait à un « rhinocéros mort » à seulement 50 m de leur ferme. Il s'est avéré qu'il s'agissait d'un réservoir de carburant de 250 kg provenant d'un étage de fusée.
Les réglementations modernes sur les débris spatiaux exigent que de tels incidents ne se produisent pas. Les rentrées incontrôlées devraient avoir moins de 1 chance sur 10 000 de blesser quelqu'un au sol.
Dans le cadre d'un effort plus vaste appelé CleanSat, L'ESA développe des technologies et des techniques pour garantir que les futurs satellites en orbite basse soient conçus selon le concept de « D4D » – design for demise.
Le réservoir de propergol principal du deuxième étage d'une fusée Delta 2 a atterri près de Georgetown, Texas, ETATS-UNIS, le 22 janvier 1997. Ce réservoir d'environ 250 kg est principalement une structure en acier inoxydable et a survécu à la rentrée relativement intact. Crédit :NASA
Ce magnetorquer est =fait d'un composite externe de polymère renforcé de fibre de carbone, avec des bobines de cuivre et un noyau interne de fer-colbalt. Au cours de la soufflerie à plasma, ce magnétotorque en forme de tige a été chauffé à plusieurs milliers de degrés Celsius dans le plasma hypersonique. La société portugaise LusoSpace a fourni un magnétotorqueur pour les tests. Crédit :ESA/DLR
Fait d'un composite externe de polymère renforcé de fibre de carbone, avec des bobines de cuivre et un noyau interne de fer-colbalt, ce magnétotorque en forme de tige a été chauffé à plusieurs milliers de degrés Celsius dans le plasma hypersonique de la soufflerie à plasma du DLR. Le magnétotorquer s'est ainsi largement vaporisé. Crédit :ESA/DLR
Des études antérieures ont identifié certains éléments satellites qui sont plus susceptibles de survivre au processus de rentrée. Outre les magnétotorquers, il s'agit notamment d'instruments optiques, réservoirs d'ergols et de pression, les mécanismes d'entraînement actionnant les panneaux solaires et les roues de réaction - des gyroscopes tournants utilisés pour changer la direction de pointage d'un satellite.
Une grande source d'incertitude dans le processus de disparition est la tendance des pièces à se fragmenter, générant de multiples débris et augmentant le risque de blessures. En gros, plus il y a de pièces en jeu, plus l'estimation globale du risque de blessure est élevée.
