ЕКА готовит спутник который впервые подробно запишет собственное разрушение при входе в атмосферу

Миссия Draco Европейского космического агентства (ЕКА), предназначенная для непосредственного изучения разрушения спутника при входе в атмосферу, успешно прошла Critical Design Review — критический анализ конструкции. Это означает, что проект готов перейти к производству и интеграции лётного оборудования. Запуск Draco запланирован на 2027 год.

Draco — спутник, специально созданный для того, чтобы быть уничтоженным во время атмосферного входа. Около 200 датчиков и четыре камеры будут фиксировать происходящее внутри аппарата в последние минуты его существования. Учёные рассчитывают получить прямые данные о том, как спутник нагревается, деформируется, разламывается и сгорает в атмосфере.

Несмотря на то что за время космической эры тысячи спутников и ступеней ракет уже вошли в атмосферу, большая часть знаний об этих процессах по-прежнему основана на компьютерном моделировании, наземных испытаниях и наблюдениях за разрушением аппаратов снаружи. Полностью воспроизвести в лаборатории условия настоящего атмосферного входа крайне сложно, поэтому данные непосредственно с борта разрушающегося космического аппарата могут существенно повысить точность существующих моделей.

Разработкой Draco руководит испанская компания Indra Group, которая получила ответственность за проект после приобретения компании Deimos. Именно Deimos ранее получила от ЕКА контракт стоимостью 17 млн евро на разработку миссии.

После прохождения критического анализа конструкции в ближайшие месяцы продолжатся производство и испытания компонентов Draco. Одним из этапов станет запуск аппарата с аэростатной платформы примерно с высоты 25 км. Испытание позволит проверить системы стабилизации, раскрытие парашюта и передачу собранных данных.

Сама миссия продлится всего несколько часов. После запуска Draco выведут на траекторию, которая приведёт его к входу в атмосферу с высоты около 1000 км. По мере снижения аппарат будет нагреваться и постепенно разрушаться. В это время датчики и камеры будут измерять температуру и нагрузки, а также фиксировать последовательность разрушения различных элементов конструкции.

Главная техническая проблема заключается в том, чтобы сохранить результаты наблюдений до того момента, когда оборудование, записывающее данные, будет уничтожено вместе со спутником. Поэтому наиболее важная информация будет обрабатываться непосредственно на борту и передаваться в специальную капсулу диаметром около 40 сантиметров. Она отделится от Draco во время атмосферного входа и должна выдержать высокие температуры и механические нагрузки.

Для защиты капсулы используется теплозащитный экран, в конструкции которого в том числе применён португальский пробковый материал. Его уже испытывали в условиях, близких к тем, с которыми капсула столкнётся при возвращении через атмосферу.

После достижения более плотных слоёв атмосферы примерно на высоте 10 км капсула раскроет парашют и продолжит снижение. В этот момент она попытается установить связь со спутником, чтобы передать накопленную информацию ещё до достижения поверхности Земли. В зависимости от времени, доступного для передачи, ЕКА рассчитывает получить от Draco от примерно 20 МБ до 1 ГБ данных.

Полученные сведения позволят проверить, насколько точно современные модели предсказывают судьбу спутников при атмосферном входе и какие элементы космических аппаратов способны пережить этот процесс. Эти данные также могут помочь при создании спутников, которые после завершения работы будут максимально полно разрушаться в атмосфере, снижая вероятность падения фрагментов на поверхность Земли.

Кроме того, Draco позволит впервые непосредственно исследовать состав и количество материалов, выбрасываемых в атмосферу при разрушении космических аппаратов. Этот вопрос приобретает всё большее значение по мере роста числа спутников на орбите и увеличения количества объектов, которые в будущем будут возвращаться в атмосферу.

Миссия должна предоставить данные, которые невозможно получить с помощью одного лишь наблюдения с Земли или наземных испытаний, и тем самым улучшить понимание физических процессов, сопровождающих последние минуты существования космических аппаратов.