對歐航局(ESA)的Automated Transfer Vehicle（以下簡稱ATV）航天運輸飛行器重新進入地球大氣層的模擬，首先將航天器的周圍表現為一個由相互連接的點組成的三維雲，即所謂的“計算網格”。這構成了通過“計算流體動力學”對下降的航天器周圍的氣體的高超音速運動進行建模的過程的一部分。

對ATV死亡的這項研究是作為ESA開放空間創新平台(Open Space Innovation Platform)與斯特拉斯克萊德大學機械和航空航天工程系的空氣化學動力學誘導的再入船體碎裂的多學科模型(MIDGARD)活動的一部分進行。這項正在進行的活動旨在通過結合高度精確但昂貴的低保真和快速的模擬方法來減少破壞性進入大氣的模擬的不確定性。

在2008年至2015年期間，總共有五個ATV為國際空間站提供補給，它們都是通過大氣再入處置的。作為NASA-ESA獵戶座航天器的歐洲服務模塊的基礎，歐洲最大的航天器留下了更長遠的遺產，旨在將宇航員送回月球併計劃在今年晚些時候在NASA的第一次Artemis任務中飛行。

破壞性的大氣層再入是在航天器和衛星工作壽命結束時處置它們的一種傳統方式，但ESA和國際法規規定，對地面人員或財產的傷害風險必須低於萬分之一。

從事MIDGARD工作的斯特拉斯克萊德大學的Fábio Morgado指出：“由於在軌物體數量的增加和隨之而來的更高的再入頻率，解決空間碎片重返大氣層的風險正逐漸變得越來越緊迫。再入過程的預測受到再入物體因嚴重的空氣熱負荷而逐漸破碎和熱侵蝕的影響。”

MIDGARD的首席研究員和Fabio的導師Marco Fossati教授補充道：“改進對空氣熱力學引起的碎裂的建模和模擬對於設計安全消亡的系統和評估相關的地面撞擊風險是最重要的。”

本月底在法國波爾多舉行的一次活動將匯集重返大氣層的“空氣熱力學”以及“消亡設計”方面的專家–在設計空間硬件時，使其更有可能在大氣層中完全燒毀，而不是讓任何元素存活到地面上。

在過去，像推進劑罐或儀器光學台這樣的重型元件已經完好無損地到達地面，但重新設計系統以使用更輕的部件或使其更有可能在再入大氣層時提前解體則可以減輕這種情況的發生。

最新的航空熱動力學和滅亡設計研討會(ATD3)是由ESA和法國國家空間研究中心在HYFAR-ARA高超音速飛行和大氣再入協會的幫助下組織的。該研討會將於10月27-28日舉行。