Превзойдя научные ожидания и превысив запланированный срок службы на орбите, миссия Aeolus wind была признана одной из самых успешных миссий Европейского космического агентства по наблюдению за Землей. И теперь его конец тоже войдет в историю благодаря изобретательности команды управления полетами ЕКА, которая направила этот замечательный спутник в атмосферу Земли для безопасного возвращения.
"Эолус" – миссия ЕКА "Ветер" – вернулся в атмосферу Земли 28 июля около 21:00 по восточному времени над Антарктидой, что подтверждено космическим командованием США.
Миссия ESA Aeolus Wind
Миссия ESA Aeolus wind предоставила своевременные и точные данные о ветрах в мире и дополнительную информацию об аэрозолях и облаках.
Возвращение происходит после серии сложных маневров, которые снизили орбиту "Эола" с высоты 320 км всего до 120 км, чтобы снова войти в атмосферу и сгореть.
Важно отметить, что эти маневры – первое в своем роде вспомогательное возвращение – расположили Aeolus таким образом, чтобы любые фрагменты, которые, возможно, не сгорели в атмосфере, попали в запланированные наземные трассы спутника в Атлантике.
Сегодня полеты спутников разрабатываются в соответствии с правилами, которые требуют, чтобы они сводили к минимуму риск причинения ущерба при возвращении на Землю. Обычно это достигается за счет того, что большая часть спутников сгорает при повторном входе в атмосферу или за счет контролируемого повторного входа в атмосферу в конце срока их службы на орбите.
Однако, когда в конце 1990-х годов проектировался Aeolus, таких правил еще не существовало.
Помощь в возвращении "Эола"
Таким образом, после того, как закончилось топливо и без вмешательства, "Эолус" естественным образом вернулся бы в атмосферу Земли в течение нескольких недель с этого момента – но без какого-либо контроля над тем, где это произойдет.
Спутники и части ракет падают обратно на Землю примерно раз в неделю, а уцелевшие части очень редко причиняли какой-либо ущерб, поэтому риск того, что Aeolus причинит вред, всегда был невероятно мал. На самом деле вероятность столкновения с осколком в три раза меньше, чем с метеоритом.
Тем не менее, ЕКА сделало все возможное для "Эола" и попыталось найти новый способ помочь ему вернуться, чтобы сделать его еще более безопасным.
По сути, попытка заставить спутник делать то, для чего он никогда не был предназначен, потребовала огромного количества размышлений и тщательного планирования.
Ключевые этапы возвращения Эола
Затем, в течение последней недели, команда инженеров космических аппаратов, экспертов по динамике полета и специалистов по космическому мусору в центре управления полетами ESOC Европейского космического агентства в Германии приступила к работе. Они использовали оставшееся топливо спутника для проведения серии запусков, чтобы опустить "Эолус" и поместить его в наилучшее положение для повторного входа.
И они справились с этим – "Эолус" вернулся в строй в соответствии с действующими правилами.
Директор по операциям ESA Рольф Денсинг сказал: “Команды достигли чего-то замечательного. Эти маневры были сложными, и "Эолус" не был предназначен для их выполнения, и всегда существовала вероятность того, что эта первая попытка вспомогательного возвращения может не сработать.
“Возвращение "Эола" всегда было сопряжено с очень низким риском, но мы хотели раздвинуть границы и еще больше снизить риск, продемонстрировав нашу приверженность подходу ЕКА к нулевому засорению.
“Мы многому научились из этого успеха и потенциально можем применить тот же подход к некоторым другим спутникам в конце их срока службы, запущенным до того, как были приняты нынешние меры по утилизации”.
Этот вспомогательный вход в атмосферу является лишь частью более широких обязательств ЕКА по обеспечению долгосрочной безопасности и устойчивости космической деятельности. К 2030 году все миссии ЕКА будут "нейтральными по отношению к мусору" – благодаря Хартии о нулевом засорении Агентство следит за тем, чтобы технология была готова не только к современным правилам, но и к созданию еще более амбициозных правил на будущее.
От комплектов для спуска с орбиты, запускаемых с миссиями по их безопасному спуску, до флагманских миссий, таких как Clearspace-1, которые будут захватывать застрявшие космические аппараты на орбите, и технологий, ограничивающих риски на земле, ЕКА лидирует в области устойчивого использования космоса.
Эол: невыполнимая миссия
Миссия Aeolus была непростой – на разработку ее новаторской лазерной технологии ушло много лет. Но после ряда неудач в 2018 году Aeolus был, наконец, запущен для изучения ветров Земли и стал одной из самых успешных исследовательских миссий ЕКА по наблюдению за Землей.
На борту "Эола" был прибор, известный как "Аладин", который является самым совершенным в Европе доплеровским ветровым лидаром, запущенным в космос.
Его лазер посылал импульсы ультрафиолетового света в атмосферу Земли. Этот свет отражался от молекул воздуха и частиц, таких как пыль в атмосфере. Небольшая часть света, которая рассеялась обратно к спутнику, была собрана большим телескопом.
Благодаря измерению доплеровских сдвигов в обратных сигналах была получена горизонтальная скорость ветра в самых нижних 30 км слоях атмосферы, что сделало Aeolus первой спутниковой миссией, которая передала профили земного ветра в глобальном масштабе.
Миссия, исследовательская миссия ESA Earth Explorer, была разработана для того, чтобы продемонстрировать, что эта технология осуществима, но она сделала нечто большее.
Директор программ наблюдения Земли ЕКА Симонетта Чели сказала: “Эолус был действительно выдающимся. Действительно, технологию было трудно разработать, но мы увидели огромную отдачу.
“Это не только принесло пользу науке с точки зрения вклада в исследования климата, но и его данные были оперативно использованы в прогнозах погоды, что оказалось необходимым во время карантина из-за Covid, когда самолеты, на которых установлены метеорологические приборы, были заземлены.
“Отчет London Economics за 2022 год показал, что Aeolus также принес реальные экономические выгоды – целых 3,5 миллиарда евро за время существования миссии.
“Мы чрезвычайно гордимся Aeolus и многими людьми, которые сделали возможным его разработку, его жизнь на орбите, использование его данных и его благополучный конец.
“И теперь, с учетом опыта, полученного от первого Aeolus, наше внимание переключается на его продолжение, Aeolus-2, которое представляет собой оперативную метеорологическую миссию, которую мы разрабатываем совместно с Eumetsat, европейской организацией по эксплуатации метеорологических спутников”.