Esta simulación del camión espacial del Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV) de la ESA que vuelve a penetrar en la atmósfera de la Tierra comienza representando el entorno de la nave espacial como una nube tridimensional de puntos interconectados, lo que se conoce como «cuadrícula computacional». Esto forma parte del proceso de modelado del movimiento hipersónico de los gases alrededor de la nave espacial que cae a través de la «Dinámica de fluidos computacional».
Este estudio de la desaparición del ATV se llevó a cabo como parte del MEDIANO (Modelado multidisciplinario de la fragmentación inducida por aerotermodinámicamente de los cuerpos que reingresan) actividad de la ESA Plataforma de innovación de espacios abiertos con el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la Universidad de Strathclyde. Esta actividad en curso tiene como objetivo reducir la incertidumbre en la simulación de una entrada atmosférica destructiva mediante la combinación de métodos de simulación rápidos y de alta precisión pero costosos y de baja fidelidad.
Un total de cinco vehículos todo terreno reabastecieron la Estación Espacial Internacional entre 2008 y 2015, todos ellos eliminados por reingreso atmosférico. La nave espacial más grande de Europa deja un legado a más largo plazo como base para la Módulo de servicio europeo de la nave espacial NASA-ESA Orion, diseñada para llevar a los astronautas a la Luna, y planeada para volar en La primera misión Artemisa de la NASA después en este año.
La reentrada atmosférica destructiva es una forma tradicional de deshacerse de naves espaciales y satélites al final de su vida útil, pero la ESA y las normas internacionales establecen que el riesgo de lesiones a personas o propiedades en tierra debe ser inferior a uno en 10 000.
Fábio Morgado de la Universidad de Strathclyde, trabajando en MIDGARD, afirma: “Abordar el riesgo de reingreso atmosférico de desechos espaciales se está volviendo cada vez más apremiante debido al aumento en el número de objetos en órbita y la consiguiente mayor frecuencia de reingreso. La predicción de los procesos de reingreso se ve afectada por la fragmentación progresiva y la erosión térmica de los objetos que reingresan como resultado de las severas cargas aerotérmicas”.
El Prof. Marco Fossati, investigador principal de MIDGARD y supervisor de Fabio, agrega: «El modelado y la simulación mejorados de la fragmentación inducida aerotermodinámicamente son fundamentales para diseñar sistemas para una desaparición segura y para evaluar el riesgo de impacto en el suelo asociado».
Un evento en Burdeos, Francia, a fines de este mes reunirá a expertos en la ‘aerotermodinámica’ del reingreso, así como en el ‘diseño para la desaparición’: la práctica de diseñar hardware espacial para que sea más probable que se queme por completo en el atmósfera, en lugar de que algún elemento sobreviva hasta el suelo.
En el pasado, los elementos pesados, como los tanques de propulsor o los bancos de instrumentos ópticos, llegaban intactos al suelo, pero el rediseño de los sistemas para usar piezas más livianas o hacer que sea más probable que se rompan antes en el reingreso puede calmar esto.
Este último taller Aero Thermo Dynamics & Design for Demise, ATD3está siendo organizado por la ESA con la agencia espacial francesa CNES con la ayuda del HYFAR-ARA Asociación de Vuelo Hipersónico y Reentrada Atmosférica.
El taller ATD3 tendrá lugar los días 27 y 28 de octubre.
