8 сентября 2024 года первый из четырёх спутников миссии Cluster Европейского космического агентства (ESA) вернётся в атмосферу Земли над необитаемой зоной южной части Тихого океана. Это знаменует собой завершение исторической миссии, которая длилась 24 года и была направлена на измерение магнитной среды Земли. Хотя оставшиеся три спутника также прекратят проводить научные наблюдения, ожидается, что открытия с использованием существующих данных миссии будут продолжаться в течение многих лет.
Этот «целевой вход в атмосферу» является первым в своём роде.
Миссия Cluster была запущена в 2000 году и в течение 24 лет изучала магнитный щит Земли, который защищает планету от солнечного ветра. Магнитосфера защищает нас от большей части дождя частиц, который Солнце неустанно посылает в сторону Земли.
Но порывы этого солнечного ветра всё ещё могут прорваться, посылая потоки энергичных частиц, падающих каскадом к поверхности Земли. Наиболее распространённым результатом является северное и южное сияние (полярные сияния), но также эти частицы могут привести к сбоям электросетей, нарушить радиосвязь или повредить спутники.
Миссия Cluster не была рассчитана на столь долгий срок службы, и не была рассчитана на столь безопасный финал. Первоначально она была запущена в двухлетнюю миссию по изучению взаимодействия Солнца и Земли. Поскольку она проводила столь важную миссию, операторы поддерживали её работу. Но время окончании миссии Cluster пришло. С этим целевым возвращением ESA решило превратить Cluster из пионера в мониторинге космической погоды в пионера в борьбе с космическим мусором — два ключевых элемента в целях агентства по космической безопасности.
Без вмешательства четыре спутника Cluster вернулись бы менее предсказуемым образом, возможно, над более густонаселённым регионом. Нацеливаясь на возвращение спутников, ESA пользуется возможностью, чтобы гарантировать, что вход Cluster в атмосферу Земли не поспособствует увеличению количества космического мусора на орбите вокруг планеты.
Из четырёх спутников Cluster, названных Rumba (Cluster 1), Salsa (Cluster 2), Samba (Cluster 3) и Tango (Cluster 4), первым вернётся в атмосферу Земли спутник Salsa. Он нацелен на определенный регион южной части Тихого океана, максимально удалённый от населённых пунктов.
«Ещё в январе мы скорректировали орбиту «Сальсы», чтобы 8 сентября её миссия завершилась, с максимально возможным контролем над тем, где космический аппарат будет захвачен атмосферой и начнет сгорать», — объяснил менеджер по операциям кластера Бруно Соуза.
Команда Бруно наблюдает за спутником на расстоянии. Целенаправленный вход в атмосферу обеспечивает такую предсказуемость времени и места входа, что нет необходимости в дополнительных манёврах.
Несмотря на уверенность в том, что ни один из сохранившихся фрагментов не упадёт, всё ещё очень мало данных о том, как ведут себя космические аппараты, проходя через нижние слои атмосферы. Учёные хотели бы знать больше, чтобы ещё лучше предсказывать время и место возвращения спутников и обеспечивать безопасность людей на Земле.
ESA рассматривает возможность наблюдения за возвращением «Сальсы» с самолёта, этот план будет подтверждён позднее в августе. Четыре спутника миссии Cluster идентичны, и поэтому, наблюдая за их возвращением в атмосферу по немного разным траекториям и в разных погодных условиях, учёные получат уникальную возможность провести ценный эксперимент по возвращению для изучения распада спутников.
«Изучая, как сгорает Salsa, какие фрагменты могут уцелеть, как долго и в каком состоянии, мы многое узнаем о том, как создавать спутники с нулевыми выбросами мусора. Уроки, извлечённые из этой деятельности, помогут превратить целевые возвращения в атмосферу в безопасный и хорошо понятный вариант утилизации других космических миссий на схожих орбитах, таких как Smile и Proba-3», — объяснил Тим Флорер, руководитель Управления по космическому мусору ESA.
После возвращения Salsa в атмосферу три оставшихся спутника Cluster перейдут в режим «дежурства»: хотя они не будут проводить научные измерения, операторы будут следить за ними, чтобы свести к минимуму риск столкновения с другими спутниками или самой Землёй.
Команда Бруно скорректирует орбиту Rumba (Cluster 1) в августе, готовясь к аналогичному целевому возвращению в атмосферу в ноябре 2025 года. Затем в ноябре 2024 года они проведут манёвры для корректировки орбит Samba (Cluster 3) и Tango (Cluster 4), готовясь к окончательному прощанию с миссией Cluster в августе 2026 года.
В конце 2025 года ESA планирует запустить свою следующую миссию по изучению магнитной среды Земли: Solar wind Magnetosphere Ionosphere Hyperlink Explorer, или сокращённо «Smile». Это совместное предприятие с Китайской академией наук будет опираться на опыт миссии Cluster, чтобы раскрыть ещё больше информации о сложной магнитной среде, окружающей Землю.
