プラズマ風洞を利用した、大気圏再突入シミュレーション
プラズマ風洞を利用した、大気圏再突入シミュレーション / Credit:ESA,Demising a Solar Array Drive Mechanism(2021)
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大気圏できっちり燃え尽きる人工衛星の模型シミュレーション

2021.06.26 Saturday

Plasma wind tunnel annihilates satellite model in atmospheric reentry test(LiveScience) https://www.livescience.com/plasma-tunnel-melts-satellite-model.html

映画などの映像作品では、大気圏に突入して燃え尽きるロケットや衛星の姿を描くことがあります。

しかし、それらは想像の産物であり、実際その様子を目で見た人というのはいません。

欧州宇宙機関(ESA)の研究チームは、プラズマ風洞という実験装置と模型を使って、実際大気圏再突入の際に、人工衛星がどのように熱で蒸発していくかを再現しました。

大気圏で人工衛星の部品がすべて燃え尽きるのは、地上に被害を出さないために重要なことです。

これはそのためのシミュレーションですが、私たちにとっては大気圏再突入のリアルな再現映像としてとても魅力的です。

大気圏再突入で燃え尽きる人工衛星

プラズマ風洞と模型を使った大気圏再突入シミュレーション
プラズマ風洞と模型を使った大気圏再突入シミュレーション / Credit:ESA,Drive to destruction(2021)

CGなどで描かれる大気圏突入なら見たことがあるかもしれませんが、実際に作られた素材が高熱の大気摩擦でどうやって燃えていくかを見る機会はありません。

ESAは、これを精密な模型とプラズマ風洞を使って再現させました。

プラズマ風洞とは、アーク放電によって気体にエネルギーを供給し、高熱(高エンタルピー)の気流を生成する装置です。

ドイツ航空宇宙センター(DLR)にあるプラズマ風洞は、アーク放電によって6700℃に加熱したガスを吹き付けることができ、大気圏再突入の条件をシミュレーションできます。

プラズマ風洞
プラズマ風洞 / Credit:ESA,Plasma wind tunnel testing(2020)

プラズマ風洞は120mmの直径しかないので、上の動画もそのサイズに合わせて作られた人工衛星の模型ですが、まるで実際に大気圏再突入の様子を見ているかのようです。

私たちにとっては見ているだけでも面白い映像ですが、こうした実験を行うのには、非常に重要な意味があり、ここで確認しているのは人工衛星がきちんと燃え尽きるかどうかなのです。

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