То, что взлетает, рано или поздно должно упасть – разве что за исключением, когда речь идёт о космическом пространстве. Когда запуск космического аппарата предполагает «возвращение» в земную атмосферу самого шаттла или его фрагментов, главная и основная задача инженеров, сделать так, чтобы никто при этом не пострадал.
Начиная с апреля 2008 года все спутники ESA – в том числе верхние ступени пусковых установок – предусматривают утилизацию после окончания срока эксплуатации, посредством спуска в земную атмосферу. Такие утилизационные мероприятий должны продемонстрировать, что вероятность повреждений и жертв на Земле от фрагментов космического мусора составляет менее 0,0001%.
Концепция утилизации, названная ‘Design for Demise’ предусматривает целенаправленное проектирование специального дизайна для космических аппаратов, чтобы при прохождении через верхние слои атмосферы Земли они полностью сгорали.
Эта методология проектирования дизайна особенно актуальна для неконтролируемых падений, которые представляют значительную опасность для государственной безопасности, в независимости будь то на земле, в воздухе или на воде. Стимулом для продвижения этой концепции во много стало неконтролируемое падение в сентябре 2011 года американского научного спутника Upper Atmosphere Research Satellite (UARS). 6,5-тонный космический аппарат, выеденный из эксплуатации в 2005 году, спустя 6 лет приблизился к Земле. По предположениям специалистов NASA, КА должен был распасться на сотни обломков, большинство из которых должно было сгореть в верхних слоях атмосферы. Однако 26 тяжелых металлических деталей, общим весом порядка 600 кг, 24 сентября 2011 года, достигли Земли, упав в воды Тихого океана. К счастью никто не пострадал.
Реализация концепции ‘Design for Demise’ предполагает хорошие познания химических свойств материалов. Как выяснилось, баки космических кораблей, предназначенные под ракетное топливо, имеют больше всего шансов пережить повторный вход в атмосферу Земли. Это обусловлено тем, что для таких элементов конструкции, как правило, используются материалы с чрезвычайно высокой точкой плавления — нержавеющая сталь и титан. Неизрасходованное ракетное топливо, которое иногда может оставаться в баках, только увеличит потенциальный риск для жизни от таких непрошенных «гостей» из космоса.
Любая сверхтяжёлая космическая система, выполненная с использованием материалов, которые не утилизируются в ходе прохождения через верхние слои атмосферы, не соответствует новым требованиям ESA по утилизации космического мусора. В таких случаях специальное проектирование позволит решить эту проблему. Безусловно, для этого потребуются значительные финансовые вложения.
В рамках Clean Space initiative Европейское космическое агентство объявило о тендере, направленном на компании, заинтересованные «Design for Demise».
