Esta simulación del camión espacial del Vehículo de Transferencia Automatizado (ATV) de la ESA que vuelve a entrar en la atmósfera de la Tierra comienza representando el entorno de la nave espacial como una nube tridimensional de puntos interconectados, la llamada “red 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 de la actividad MIDGARD (Modelado multidisciplinar de la fragmentación inducida por aerotermodinámicamente de cuerpos reentrantes) de la Plataforma de Innovación de Espacio Abierto de la ESA 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 reentrada atmosférica. La nave espacial más grande de Europa deja un legado a más largo plazo como base para el Módulo de Servicio Europeo de la nave espacial NASA-ESA Orion, diseñado para llevar a los astronautas a la Luna, y planeado para volar en la primera misión Artemis de la NASA a finales de este año.
La reentrada atmosférica destructiva es una forma tradicional de deshacerse de las naves espaciales y los 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, que trabaja 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 profesor 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”.
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 mitigar esto.
Con información de la ESA
