Это может показаться нелогичным, но разработка спутников, которые лучше разрушаются, — одна из ключевых стратегий борьбы с космическим мусором. Подход ЕКА к чистому космосу называется «Дизайн для гибели» и заключается в том, чтобы гарантировать, что спутники, завершившие свою работу в космосе, распадаются и полностью сгорают при повторном входе в атмосферу Земли.
Элементы искусственных спутников должны полностью сгорать при прохождении через атмосферу в процессе схода с орбиты. На практике некоторые части могут достичь Земли, некоторые из них достаточно велики, чтобы нанести серьезный ущерб. Например, в 1997 году техасцы Стив и Верона Гутовски были разбужены чем-то вроде «мертвого носорога» всего в 50 метрах от их дома. Оказалось, что это ракетный топливный бак на 250 кг.
На снимке: основной топливный бак второй ступени ракеты Delta 2, упавшей в районе Джорджтауна, штат Техас, США, 22 января 1997 года. Этот контейнер из нержавеющей стали весом около 250 кг пережил возвращение целым и невредимым. Источник: НАСА.
Современное законодательство по космическому мусору требует, чтобы таких инцидентов не происходило. Сведение спутника с орбиты должно иметь шанс менее 1 из 10 000 причинить вред кому-либо на поверхности Земли.
В рамках более крупной деятельности, известной как «cleansat», ЕКА разрабатывает технологии и методики, обеспечивающие проектирование будущих низкоорбитальных спутников в соответствии с концепцией «D4D» или в свободном переводе «Design in Death».
Некоторые из более тяжелых элементов искусственных спутников с большей вероятностью переживут процесс повторного входа в атмосферу Земли. К ним относятся: оптические приборы, топливные баки, механизмы, приводящие в действие солнечные батареи или реактивные колеса, то есть гироскопы, используемые для изменения ориентации спутника. Одним из элементов исследований D4D является плавление таких массивных объектов в плазменных аэродинамических трубах, способных воссоздать условия, в которых спутники входят в атмосферу Земли. Другая идея состоит в том, чтобы гарантировать, что большие и тяжелые предметы будут разбиты на куски вовремя, чтобы они сгорели в атмосфере.
При возвращении на Землю взаимодействие с атмосферой обычно вызывает распад спутника на высоте около 75 км. Только после этого внутренние компоненты спутника начинают подвергаться воздействию внешних условий. Поэтому создание спутника, который будет распадаться на большей высоте, значительно ускорит процесс распада его составных частей. Возможные методы для этого включают более плавкие соединения, которые соединяют спутниковые панели, или использование сплавов с памятью формы, которые меняют форму в зависимости от температуры.
В своих исследованиях Clean Space использует программное обеспечение DRAMA (Debris Risk Assessment and Mitigation Analysis), которое используется для расчета соответствия конструкции спутника стандартам снижения загрязнения космоса и обеспечения того, чтобы предлагаемые решения были обременены наименьшим риском рана.
