Đường hầm gió plasma phá hủy mô hình vệ tinh. Video: ESA.
Video của ESA cho thấy tốc độ và nhiệt độ từ quá trình hồi quyển có thể tiêu hủy ngay cả những bộ phận đồ sộ nhất của vệ tinh không gian. Các mảnh rác vũ trụ rơi nhanh qua khí quyển Trái Đất có thể trở thành mối đe dọa nghiêm trọng nếu sót lại sau áp lực từ quá trình hồi quyển. Thông qua kiểm tra ngưỡng nhiệt của vệ tinh, các kỹ sư có thể thiết kế tàu vũ trụ đủ chắc chắn để hoàn thành nhiệm vụ nhưng sẽ bốc cháy an toàn trong khí quyển khi rơi trở lại Trái Đất, theo ESA.
Sau khi vệ tinh hoàn thành nhiệm vụ, nhà vận hành có thể loại bỏ vật thể khỏi quỹ đạo bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển của nó để hạ thấp cận điểm của vệ tinh, điểm gần Trái Đất nhất trên quỹ đạo của nó, trong quá trình hồi quyển có kiểm soát. Khi cận điểm hạ xuống đủ thấp, lực hấp dẫn của Trái Đất sẽ hút con tàu. Phương pháp này khiến vệ tinh tiến vào khí quyển theo góc nhọn, qua đó đảm bảo mảnh vỡ đâm xuống khu vực tương đối nhỏ. Nhà vận hành vệ tinh thường nhắm vào đại dương để giảm thiểu rủi ro cho con người.
Trong khi đó, hồi quyển mất kiểm soát khiến vệ tinh không rơi xuống khu vực định trước. Để vệ tinh lao qua khí quyển Trái Đất theo cách rơi đó, nhà chức trách quy định nguy cơ tử vong do vụ va chạm phải nhỏ hơn 1/10.000.
Nhằm chắc chắn về rủi ro, các kỹ sư phải chứng minh mọi bộ phận của vệ tinh rơi xuống sẽ cháy rụi trước khi tới gần mặt đất, tương tự video quay trong buồng thử nghiệm của Trung tâm hàng không vũ trụ Đức (DLR) ở Cologne. Những nhà khoa học tại đó mô phỏng điều kiện hồi quyển, sử dụng khí làm nóng bằng hồ quang điện tới nhiệt độ hơn 6.700 độ C, theo Viện Khí động học và Công nghệ dòng chảy của DLR.
Trong video của ESA, cơ chế dẫn động mảng năng lượng mặt trời (SADM), bộ phận xác định vị trí tấm pin mặt trời, được đưa vào đường hầm gió plasma. Các thí nghiệm nhằm khiến SADM dễ bị phá hủy hơn trong khí quyển bắt đầu từ một năm trước. Ở giai đoạn đầu tiên, nhóm nghiên cứu chế tạo mô hình phần mềm của SADM nhằm thử nghiệm điểm tan chảy của một loại vít nhôm mới.
Sau đó, các nhà nghiên cứu xây dựng mô hình 3D của SADM bằng vít nhôm mới và đưa vào thử nghiệm trong buồng plasma. Mô hình mới phải chịu sức gió hàng nghìn kilomet trên giờ tương tự điều kiện hồi quyển. Kết quả là SADM bốc hơi đúng như mô hình phần mềm dự đoán.
Thí nghiệm làm chảy vệ tinh kiểu này là một phần trong chương trình mang tên CleanSat của NASA, trong đó các nhà nghiên cứu tìm hiểu và thử nghiệm công nghệ mới để những thiết kế tương lai của vệ tinh hoạt động ở quỹ đạo thấp tuân theo khái niệm D4D, có nghĩa "Thiết kế để phá hủy", theo ESA.
An Khang (Theo Space)