Samba i Tango spadają na Ziemię. Będą obserwować je z bliska

Satelity Samba i Tango, należące do pionierskiego programu Cluster, mają zakończyć swój lot nad południowym Pacyfikiem, gdzie dojdzie do ich wejścia w atmosferę i dezintegracji. Zespół naukowy zaplanował specjalne loty obserwacyjne, aby zarejestrować przebieg obu zdarzeń i pozyskać dane bezpośrednio z miejsca obserwacji. Tego typu pomiary mają pomóc w projektowaniu przyszłych konstrukcji, a także w ograniczaniu ryzyka związanego z problemem kosmicznych śmieci.

Eksperci zaangażowani w obserwacje podkreślają, że rejestracje rozpadu satelitów są wyjątkowo cenne, bo pozwalają zestawić symulacje z rzeczywistym przebiegiem zdarzeń. Inżynierowie potrafią odtwarzać warunki panujące podczas wejścia w atmosferę, ale dopiero obserwacja w naturalnym środowisku umożliwia sprawdzenie, na ile obecne modele są trafne. Analityk ESA Stijn Lemmens zaznacza, że lepsze zrozumienie mechanizmów dezintegracji ma przełożyć się na skuteczniejsze projektowanie satelitów, które spalają się całkowicie, oraz na minimalizowanie zagrożeń dla bezpieczeństwa.

Za loty obserwacyjne odpowiada zespół ROSIE kierowany przez Astros Solutions. Operacja wymaga dopięcia logistyki w szczegółach: wyprawa nad ocean trwa kilka godzin, po czym załoga wraca do bazy na Tonga, by dzień później — z tym samym personelem i wyposażeniem — ponownie wystartować na obserwację drugiego wejścia. W działaniach wykorzystywanych jest 30 nowoczesnych instrumentów, które mają śledzić m.in. zmiany widmowe materiałów i pomóc określić, które elementy konstrukcji topią się lub ulegają rozpadowi w konkretnych fazach lotu przez atmosferę.

Przygotowania do tegorocznych wejść w atmosferę zaczęły się już w styczniu i — jak zwracają uwagę specjaliści — miały nietypowy charakter. W przeciwieństwie do wielu satelitów, które stopniowo obniżają orbitę głównie przez opór atmosferyczny, Samba i Tango poruszają się po silnie wydłużonej orbicie. O ich powrocie decydują wieloletnie oddziaływania grawitacyjne Ziemi, Słońca i Księżyca. Taka dynamika pozwoliła dokładniej określić, kiedy i gdzie dojdzie do wejścia w atmosferę, dzięki czemu możliwe było dopasowanie logistyki całego przedsięwzięcia obserwacyjnego.

Wcześniejsze rejestracje, przeprowadzone przy wejściu w atmosferę satelity Salsa, przyniosły nieoczekiwane wyniki. Stijn Lemmens poinformował, że zanotowano odchylenie rzędu 20 proc. względem przewidywanej gęstości atmosfery, co uwidoczniło, jak duża niepewność dotyczy jej najwyższych warstw. Dodatkowo sam moment rozpadu obiektu nastąpił wcześniej, niż wskazywały prognozy, co rodzi pytania o wiarygodność obecnie stosowanych modeli i o to, jak powinny być korygowane.

Bruno Sousa, menedżer operacyjny misji Cluster z ESA, zwraca uwagę na nietypowe zachowanie satelitów podczas ostatnich przejść przez perygeum przed ostatecznym wejściem w atmosferę. Jak wskazuje, podczas jednego z końcowych przelotów sondy zeszły na rekordowo niski pułap około 110 km i nadal działały, co czyniło je najniżej latającymi aktywnymi obiektami tego typu. Jednocześnie wysokie temperatury doprowadziły do awarii zasilania paneli słonecznych i utraty części danych. Tym razem zespół liczy, że korzystniejsze warunki energetyczne Samby i Tango przełożą się na pełniejszą rejestrację.

Informacje z tegorocznych obserwacji mają wesprzeć strategię ESA "Zero Debris", której celem jest maksymalne ograniczenie pozostałości po misjach satelitarnych. Planowany jest także kolejny etap badań: obserwacja wejścia w atmosferę satelity Draco, co ma umożliwić analizę zarówno z powierzchni Ziemi, jak i z jego pokładu. Zebrane dane mogą poprawić bezpieczeństwo przyszłych misji i pomóc w zmniejszaniu skali problemu kosmicznych odpadów.