宇宙飛船在最後的熾熱時刻到底發生了什麼？這就是歐洲航天局想要找出答案的原因

宇宙飛船在最後的熾熱時刻到底發生了什麼？這是歐洲航天局 (ESA) 破壞性再入容器設施 (Draco) 評估任務的關鍵問題。

歐空局啟動了一項計劃，該計劃將創建一個高度複雜的重返大氣層航天器，專門用於潛入地球大氣層同時裝載了一系列傳感器。

最後的時刻

歐空局強烈支持雄心勃勃的零碎片方法一家旨在通過努力降低航天器因碰撞產生碎片的風險來防止更多空間碎片的企業。

作為其中的一部分，歐空局的科學家正在研究衛星燃燒時會發生什麼。歐空局太空安全主管霍爾格·克拉格（Holger Krag）表示，重返大氣層科學是“死亡設計”努力的核心要素。

克拉格在歐空局的一份報告中表示：“我們需要更多地了解衛星在大氣層中燃燒時會發生什麼，並驗證我們的再入模型。” 陳述專注於德拉科倡議。

“這就是為什麼 Draco 收集的獨特數據將有助於指導新技術的開發，以便在 2030 年之前建造更多損壞的衛星，”克拉格說。

Draco 的傳感器將測量溫度，測量衛星本身各個部分的應變，並記錄周圍的壓力。航天器將引導另外四個攝像機來觀察破壞情況並收集背景信息。

Draco 衛星計劃於 2027 年發射，預計重量將達到 330 至 440 磅（150-200 公斤）。大約有一台洗衣機那麼大，德拉科在進入地球軌道後大約12小時就會故意堆積在海洋上無人居住的區域。

歐空局天龍座任務的標誌。（圖片來源：歐洲航天局）

這個直徑 1.3 英尺（40 厘米）的太空艙配備了 200 個傳感器和 4 個攝像頭來記錄其熾熱的憤怒，將數據安全地存儲在船上。一旦降落傘展開，Draco 將連接到地球靜止衛星並提取數據。

據歐空局規劃者稱，在濺入海洋之前，將有大約 20 分鐘的時間來傳輸遙測數據，完成 Draco 任務的任務。

如果一切順利，德拉科將收集“真實世界數據”，了解太空設備在重返大氣層期間升溫、分解和分散時會發生什麼情況。目前，研究人員只能通過風洞或計算機模型在地球上模擬這一過程。

歐洲航天局解釋說：“了解不同材料在燃燒時的表現，可以幫助工程師設計出完全分解的衛星，不會在軌道或大氣層中留下任何痕跡。”

空間碎片專家解釋說，天龍座數據的案例是最重要的。

“重返大氣層會給太空的整體穩定性帶來一些問題，”不列顛哥倫比亞大學物理和天文學教授、外層空間研究所聯合主任亞倫·博利說。

博利告訴 Space.com，如果不加以控制，它們會給地面和飛行中的飛機上的人員帶來傷亡風險，如果為了應對新的進入而突然關閉空域，可能會對空中交通造成進一步的破壞。

“他們還將消融產物直接沉積到高層大氣中，”博利說。

博利說，解決傷亡風險的一種方法是將航天器設計成完全消失，但這會加劇大氣污染問題。 “此外，由於實驗室測試的限制，再入消融模型尚未得到充分驗證。”

（圖片來源：切爾西·湯普森/NOAA）

博利補充說，能夠監測衛星原位沉降物以及重返大氣層後產生的排放產物類型的實驗對於解決相互關聯且複雜的安全和污染問題非常有價值。

雖然博利沒有參與德拉科項目，但他表示，表徵消融產品的類型“是一個高度優先的事項”，因為這樣做將使研究人員“更好地了解再入大氣層的排放將如何影響高層大氣氣溶膠和相關化學物質，並對臭氧、氣候平衡、高層大氣極地雲和大氣傳輸產生影響”。

倫納德·舒爾茨 (Leonard Schulz) 是德國布倫瑞克工業大學地球物理和外星物理研究所的研究員。

舒爾茨也沒有對歐空局的 Draco 計劃做出承諾，他表示將熱切期待該合資企業的結果。

他告訴 Space.com：“現場測量是拼圖中缺失的一個重要部分，可以更好地了解航天器的破壞性再入及其對大氣層的影響。”

舒爾茨說：“我期待著這次任務的結果。我希望它能夠為航天器碎片的現場觀測，特別是它們的燒蝕行為提供指導。”