p Os satélites que orbitam a Terra estão se movendo a muitos quilômetros por segundo - então o que acontece quando seus caminhos se cruzam? As colisões de satélite são raras, e suas consequências mal compreendidas, então, um novo projeto busca simulá-los, para uma melhor previsão de futuros detritos espaciais. p Apenas quatro dessas colisões ocorreram na história dos voos espaciais até agora - a maioria dos detritos espaciais provém de explosões de tanques de propelente ou baterias restantes - mas elas devem se tornar mais comuns.

p "Queremos entender o que acontece quando dois satélites colidem, "explica a engenheira estrutural da ESA, Tiziana Cardone, supervisionar o projeto.

p "Até agora, muitas suposições foram feitas sobre como a energia de colisão muito alta se dissiparia, mas não temos um conhecimento sólido da física envolvida.

p "Queremos ser capazes de visualizar em detalhes como os satélites se separariam, e quantos pedaços de entulho seriam produzidos, para melhorar a qualidade de nossos modelos e previsões. "

p A energia total envolvida é ordens de magnitudes maiores do que a engenharia estrutural típica para o espaço, que se concentra em suportar a violência do lançamento. "Este é um território realmente desconhecido, ”acrescenta Tiziana.

p "Precisamos ter esse entendimento porque estamos trabalhando em estratégias caras de mitigação de detritos com base em nossa compreensão do comportamento dos detritos, "explica Holger Krag, do Escritório de Detritos Espaciais da ESA." Estamos projetando a evolução do ambiente de entulho até 200 anos à frente.

p "Das quatro colisões conhecidas, apenas um deles ocorreu da maneira que esperávamos, com ambos os satélites quebrando catastroficamente, gerando nuvens de detritos. Os outros eram bem diferentes, então há algo faltando em nossa foto.

p "Ao executar muitas variantes de colisão diferentes, esperamos entender o que aconteceu nas colisões reais, para ajudar a fundamentar nossa modelagem. "

p Dois tipos diferentes de simulações de software estão sendo realizados:no Instituto Fraunhofer de Dinâmica de Alta Velocidade da Alemanha e outro em um consórcio liderado pelo Centro de Estudos e Atividades Espaciais da Universidade de Pádua, na Itália.

p A primeira abordagem é baseada em um método numérico sofisticado para simular os processos de deformação e fragmentação em uma colisão. Os objetos em colisão são modelados com propriedades estruturais e mecânicas realistas, representado por uma 'malha de elementos finitos'.

p Esses elementos são convertidos em partículas discretas como o fragmento dos satélites. Isso permite a simulação da resposta estrutural dos satélites à colisão, bem como a geração da nuvem de fragmentos, e sua evolução ao longo do tempo.

p A segunda abordagem trata a espaçonave como composta de elementos maiores, como painéis, carga útil, tanques de propelente ou painéis solares, anexado junto com links físicos. Quando ocorre a transferência de energia da colisão, esses links são quebrados e os elementos são fragmentados. Uma biblioteca de simulações anteriores e dados empíricos é aplicada para mostrar como esses elementos se fragmentam sob a força do impacto.

p Os dois tipos de simulação juntos - operando em níveis de materiais e componentes - devem dar uma nova visão sobre a física subjacente das colisões, mas começou imitando os efeitos de um único item de entulho - o tipo de colisão que pode ser simulada fisicamente em laboratórios terrestres.

p Uma vez que essas simulações duplicam a realidade observada, então, eles serão usados ​​para reproduzir impactos inteiros de satélites na escala de 500 kg.

p A primeira colisão conhecida ocorreu em 1991, quando o Cosmos da Rússia de 1934 foi atingido por um pedaço do Cosmos 926. Então, em 1996, O satélite francês Cerise foi atingido por um fragmento de um foguete Ariane 4. Em 2005, um estágio superior dos Estados Unidos foi atingido por um fragmento do terceiro estágio de um foguete chinês. Em 2009, um satélite Iridium colidiu com o Cosmos-2251 da Rússia.