观测桑巴与探戈的再入

欧空局开创性的Cluster任务中最后两颗卫星Samba和Tango，将于8月31日和9月1日分别在大气层中燃烧殆尽，结束它们的旅程。它们的定向再入标志着这一任务结束，该任务改变了我们对地球磁场环境的理解。最后时刻也为从飞机上进行再入观测提供了难得的科学机会。

“当航天器再入大气层时，会经历极端的力量。温度飙升，材料熔化和蒸发，航天器逐渐解体。但具体是如何发生的？”欧空局高级空间碎片减缓分析师Stijn Lemmens说。

“我们需要更好地了解它们如何解体，以便设计能够完全烧毁的航天器，减少对地面的风险，同时我们也旨在防止对大气层的污染。”

ROSIE Samba和Tango团队正在飞机上安装仪器，为在澳大利亚班克斯敦的观测活动做准备

工程师可以在陆地上模拟这些条件的某些方面，但无法重现真实大气再入的精确环境。这就是为什么欧空局作为其空间安全活动的一部分，派遣一架飞机从下方观测最后两次Cluster再入，以重复2024年对Cluster的Salsa进行的首次空中观测实验。

收集宝贵的再入数据

团队将在卫星再入地球大气层时尽可能多地收集再入数据，这两次再入相隔约24小时，地点在南太平洋的一个偏远区域。

1月，Cluster的运行团队已经将Cluster卫星设置在“定向再入”的轨道上，以确保精确的位置，该位置既偏远，又能让来自汤加的小型飞机到达进行观测。

Samba和Tango的轨迹使它们安全地再入南太平洋的一个偏远角落，我们的飞机可以在那里与它们会合

Cluster航天器与众不同，因为它们的再入主要不是由于像大多数环绕地球的卫星那样的大气阻力。相反，当它们在高椭圆轨道上飞远时，它们的返回是由与地球、太阳和月球的长期引力相互作用驱动的，这使得规划和瞄准它们的再入成为可能。

高椭圆轨道使得卫星再入的精确时间成为可能，以便在飞机也能观测的位置进行安全处置

现在，由Astros Solutions领导的ROSIE空中观测活动将于8月31日从汤加起飞，在海洋上空飞行数小时到达再入地点，目睹Samba的消亡。然后，他们将返回汤加休息和重新集结，然后在第二天为Tango再次进行。

“这相当具有后勤挑战性。飞机必须在准确的时间和地点，面向正确的方向，安全地处于禁飞区的边缘。一切都必须在正确的时刻完美结合。为了捕捉再入，团队将使用一套仪器，总共30台，比我们在Salsa再入时使用的有所改进，”Astros Solutions的Jiří Šilha说。

Stefan Löhle和David Leiser（斯图加特大学）在飞机窗前安装仪器

“我们以前做过一次——这次活动的大部分价值在于重复以获得强大的数据集——但现在是一个双重挑战。在24小时内做两次将要求我们所有团队成员和设备发挥最大能力。ROSIE-Samba/Tango任务是来自斯图加特大学（IRS/HEFDiG）、布拉迪斯拉发夸美纽斯大学（CUB）的学术伙伴以及来自哥廷根高超声速技术公司（HTG）、Zafiro Systems（Zafiro）和Astros Solutions的工业伙伴与欧洲航天局密切合作的联合努力。”

多台仪器将捕获光谱数据，寻找材料溶解的特征信号，从而远程记录哪些材料在熔化以及何时熔化。这些传感器由可见光和红外相机支持。

Salsa的经验教训

“目睹第一颗Cluster-2卫星Salsa再入已经产生了有趣的结果。例如，我们意识到与预期大气密度存在高达20%的差异，突显了高层大气的不确定性如何影响再入预测，”Stijn Lemmens说。

“对于解体本身，这似乎比模型预测的稍早开始。这是一个异常，还是表明我们的理解需要改进？在类似条件下观测Samba和Tango将有助于回答这个问题。”

Salsa再入地球大气层，被捕捉为一个小亮点。图片来源：ESA/ROSIE/南昆士兰大学。鸣谢：Ranjith Ravichandran和Gerard Armstrong拍摄。

“另一个惊喜来自航天器本身。在再入前的倒数第二次近地点通过期间，卫星在下降到约110公里高度并以超过10公里/秒的速度飞行时，仍然完全完好和健康——使它们成为有史以来飞行最低的活跃航天器，”欧空局Cluster航天器运行经理Bruno Sousa说。

“不幸的是，太阳能电池板经历的更高温度导致严重电力短缺，最终触发了重启。结果，记录的数据无法保留和检索，阻止我们重建航天器在该高度经历的情况。尽管如此，我们之后能够恢复正常控制。”

“由于Samba和Tango现在的电力状态比前两颗再入的航天器稍好，它们提供了收集更多补充数据的强大机会——只要这次避免重启。”

支持太空的可持续未来

欧空局的Draco任务：炽热再入内部

为科学和工程界收集独特的再入数据集的工作直接支持欧空局的零碎片方法，该方法旨在确保子孙后代可持续利用太空。随着更多卫星发射和更多任务达到寿命终点，准确了解航天器在再入期间的行为变得越来越重要。

这就是为什么在Samba和Tango再入之后，将会有Draco，欧空局正在建造的再入任务。Draco将从内部记录自己的炽热消亡，同时被飞机上的科学家观测，他们渴望继续从Cluster四重奏开始的旅程。

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