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欧空局测风激光雷达卫星Aeolus结束使命 开始降低高度落入地球

欧空局于2018年发射的Aeolus测风卫星在超过其计划的在轨寿命后,正在返回地球的途中。这颗卫星目前每天下降约1公里,并且正在加速下降。欧空局的航天器操作员将很快进行干预,并尝试引导Aeolus进行首次辅助返回。欧空局为什么要这样做?

欧空局的Aeolus卫星在超过其计划寿命并对全球天气预报做出重大贡献后,目前正在进行首次辅助返回地球。这一开创性的操作旨在提高空间安全标准,并为未来的空间任务开创一个新的先例。受太阳活动的影响,重返大气层预计将在8月初进行,航天器在到达地球大气层后将大部分解体。(艺术家的概念)。

欧空局的这一航天任务已经围绕我们的星球运行了近五年,远远超过了其设计寿命。其非凡的Aladin仪器已经发射了70亿脉冲紫外光来描绘地球风的轮廓。

尽管Aeolus被设计为一项研究任务,旨在展示新技术,但它取得了巨大成功,在其大部分在轨寿命中,它为欧洲领先的气象中心提供数据,极大地改善了全球天气预报。随着Aeolus的燃料现在几乎耗尽,任务也已结束。

Aeolus是首个获取全球范围内风廓线的太空任务。这些近实时观测将提高数值天气和气候预测的准确性,并促进我们对热带动力学和气候变异相关过程的了解。图片来源:ESA/ATG medialab

工程师们在重返大气层操作开始前尽可能长时间地保持"阿拉丁"的运行。直到上周,当它最终被关闭时,这台开创性的风力绘图激光器仍一如既往地强大。事实上,在其运行的最后几周里,工程师们将该仪器的能量提升到了创纪录的水平。现在,地心引力和地球大气层的影响以及太阳活动正将Aeolus从320千米的运行高度上拖下来。

Aeolus从来没有被设计为可控重返大气层,因此在正常情况下,卫星会在几个月内自然坠落回地球。然而,欧空局正在尝试进行一次辅助再入大气层,这在同类卫星中尚属首次。在欧空局位于德国的空间运行中心,任务控制中心将利用剩余燃料引导Aeolus返回地球。卫星的大部分将在到达约80公里(50英里)的高度时开始燃烧。然而,模型显示有几块碎片可能会到达地球表面。

信息图描述Aeolus再入大气层的一系列关键阶段 图片来源:欧空局

欧空局空间碎片办公室主任Tim Flohrer解释说:"这次辅助再入尝试超出了该任务的安全规定,该任务是在20世纪90年代末规划和设计的。一旦欧空局和工业合作伙伴发现有可能进一步降低对生命或基础设施本已极低的风险,就会开始着手进行。如果一切按计划进行,Aeolus将符合目前正在设计的飞行任务的安全规定。"

如果这次重返尝试不得不中止(这种情况仍有可能发生),Aeolus的自然重返仍将继续。

Aeolus的飞行主管伊莎贝尔-罗霍(Isabel Rojo)说:"我们的工程师团队以及碎片、飞行动力学和地面系统方面的专家,已经设计了一系列的操纵和操作来协助Aeolus,并试图使其重返大气层比最初的设计更加安全。"

如今,飞行任务的设计都是根据相关规定进行的,这些规定要求飞行任务在其轨道寿命结束时要么完全烧毁,要么进行受控再入大气层。这次首次辅助重返的尝试为那些在设计时不属于此类规定范围,但可以追溯遵守的飞行任务开创了一个新的先例。

有了Aeolus,欧空局正在为安全重返和负责任的太空铺平道路,考虑到在轨空间交通量和空间碎片问题的快速增长,这一点尤为重要。

Aeolus何时重返?

Aeolus目前正以每天约1公里的速度下降,并在加速。随着时间的推移,预测会越来越准确,因此现在还很难准确地说出Aeolus将于何时重返地球大气层。这在很大程度上取决于太阳活动。

太阳耀斑和日冕物质抛射可能会加快速度。太空天气中的带电粒子会加热地球大气层。这将导致下方密度较高的空气上升,取代上方膨胀的空气层,从而增加地球大气的阻力。相反,太阳活动相对平静的时期可能意味着埃厄洛斯下降所需的时间更长一些。太阳活动很难准确预测,但欧空局确信,如果所有的操作都成功的话,重返大气层最有可能发生在7月底或8月初。

Aeolus将在哪里重返大气层

大部分卫星将在大约80公里(50英里)的高度开始燃烧。然而,一些碎片可能会到达地球。经过数月的专业研究,欧空局规划出了最佳的再入位置,从而将坠落碎片对生命或基础设施造成危害的可能性降至最低。飞行控制团队的目标是卫星轨道下方的一片海域--一片尽可能远离陆地的开阔水域。

接下来会发生什么?

目前,一旦Aeolus到达280公里(175英里)的高度,在6天内发出的一系列指令将利用卫星剩余的燃料引导它向最佳位置返回。

然后,第一次机动将把卫星降低到250千米(155英里)的高度。这一步骤将耗时数天,在此期间,研究小组将检查卫星的健康状况,并评估下一步的计划。随后的四次机动将把Aeolus卫星降至150公里(95英里)的高度,然后进行12个小时的最后检查,确保卫星正常运行。

在150千米(95英里)处的最后一次关键机动将引导Aeolus卫星落回地球。卫星将在数小时内返回,其中绝大部分将在地球大气层中燃烧。

欧空局的Aeolus任务经理Tommaso Parrinello说:"看到为准备这次雄心勃勃的返回尝试所付出的技术和努力令人难以置信。我们有信心能够成功完成这项开创性的工作,为现在和未来的太空安全和可持续性树立新的标准。"

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