Satelliter är byggd för att uthärda årtionden i de mest ogästvänliga förhållandena i det kända universum. Paradoxalt nog, ingenjörer försöker nu lista ut hur man utformar dem så att de inte smälter planerad föråldring på 200 km ovanför Jorden.
Problemet med satellit-design är att det är nästan för bra, dessa otroligt stora, otroligt tunga enheter är utformade för att överleva enorma g-krafter, extrem värme och extrem kyla. Det är behållit många av dem som arbetar (eller åtminstone som kretsar runt) samt bortom slutet av sin planerade livslängd, i vissa fall mer än 50 år. Vanguard 1, den äldsta satellit i omloppsbana idag, lanserades hela vägen tillbaka i 1964.
Vad är problemet med super-tuff-satelliter (och raket delar, för den delen)? För en sak, det är trångt där uppe. Gamla satelliter och kasserade delar utgör ett allvarligt hot för rymdfarkoster som fortfarande är i drift (för att inte nämna ISS). Om en satellit i omloppsbana gör att försämras och det reenters Jordens atmosfär, betyder det inte alltid att brinna upp helt—och därmed är stora bitar av metall som faller tillbaka till Jorden, vilket sker med viss regelbundenhet.
En Delta-2 tredje etappen–en titan motorhus–återinträdde och landade i Saudiarabien under 2001. NASA. Botten: En “pressurization sfär”, som en gång var en del av en raket föll till Jorden i Södra Afrika. NASA.
Vad ska göras då? Hur kan du designa en enhet för att uthärda extrema förhållanden, för att sedan planera sin egen undergång genom dessa samma villkor? Mycket, mycket försiktigt, med många, många tester, som European Space Agency förklarade denna vecka i en fascinerande inlägg.
Sponsrade
ESA: s samtal med den här idén att “Designa för Förstörelse,” eller D4D, ett projekt som är en del av den tre år gamla Ren Utrymme för Initiativ. Projektet är en del av en framväxande idé i flyg-design som syftar till att lämna en mindre inverkan på den trånga miljön i banor runt Jorden—en epok som har paralleller här på Jorden i rörelse mot biologiskt nedbrytbara plaster och andra skonsamma material.
Överst: Den planerade delningen av Jules Verne ATV. ESA. Botten: Ett bränsle tank som föll till Jorden i Georgetown, Texas, 1997. NASA.
Den första ordern av företag på D4D listan? Utveckla material som kommer att smälta på ett visst sätt när de utsätts för extrem värme för återinträde i atmosfären. Till exempel, Tiago Soares, ett system ingenjör på projektet, förklarade att komposit med kolfiber paneler tenderar att smälta förvånansvärt långsamt på grund av harts som används för att binda fibrerna.
Det innebär en utveckling av ett harts som smälter på olika sätt, testa varje iteration med hjälp av intensiv explosioner av värme och luft att simulera återinträde i atmosfären. Till exempel, ENS förklarar hur man använder en plasma-vindtunnel test i Tyskland, som syns nedan, för att testa hur tre material som ofta används på satelliter (aluminium tillåter, titan, aluminium, och rostfritt stål) smält i intensivt flöde av plasma:
ESA.
Men det kommer inte att vara tillräckligt. Som Soares säger i inlägget, “även omgjorda delar inte kommer att smälta om de inte utsätts för brännande hetta tidigt nog.” Så laget är att titta på hur man kan “öppna upp” kroppen av satelliter “så tidigt som möjligt under återinträde,” i stället.
Föreställ dig en satellit-design som innehåller en self-destruct-läge, vid slutet av dess livslängd, eftersom det bryter mot sina eldiga slutet, det kan ta isär eller ändra riktningen för några av sina tusentals separata delar och paneler så att de är fullt exponerad mot den värme som för återinträde i atmosfären, så att de smälter helt.
Vi lever i Anthropocene, geologisk epok som definieras av den mänskliga civilisationen att förändra planeten helt och hållet. På ett sätt är det samma gäller för utrymmet runt Jorden, igensatt med våra maskiner. Räkna ut ett sätt att minska vår miljöpåverkan är den primära utmaningen för framtiden—och, som D4D visar, att ethos sträcker sig ända till rymden.
Kontakta författaren på kelsey@Gizmodo.com.