Учёные отслеживают космический мусор с помощью звуковых волн

Учёные отслеживают космический мусор с помощью звуковых волн

Американские исследователи разработали новый способ прогнозирования трёхмерной траектории и скорости объектов, входящих в атмосферу Земли из космоса, практически в реальном времени с использованием данных наземных сейсмических датчиков.

Этот метод использует сейсмические данные, полученные в результате ударных волн, или звуковых бурь, возникающих при прохождении космического мусора через атмосферу со скоростью, превышающей скорость звука.

Это важный шаг на пути к мониторингу падения космического мусора в режиме, близком к реальному времени, что позволит свести к минимуму потенциальную опасность, которую представляют крупные обломки, достигающие поверхности планеты.

«Повторные входы происходят всё чаще», — говорит Бенджамин Фернандо из Университета Джонса Хопкинса, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Science.

«В прошлом году каждый день в нашу атмосферу возвращалось несколько спутников, и у нас не было независимой проверки того, где они вошли в атмосферу, разлетелись ли они на части, сгорели ли в атмосфере или упали на землю. Это растущая проблема, и ситуация будет только ухудшаться».

Команда Фернандо проанализировала общедоступные данные, собранные 127 сейсмометрами в Южной Калифорнии и Неваде, чтобы восстановить траекторию движения обломков китайского космического корабля «Шэньчжоу-15» после его входа в атмосферу 2 апреля 2024 года.

Они использовали время прихода самых сильных ударных волн в разные точки региона, чтобы оценить траекторию, скорость и высоту полёта космического корабля. Их выводы указывают на то, что «Шэньчжоу-15» не упал в результате одного взрыва.

«Фернандо и Хараламбус заметили, что на начальном этапе траектории полёта возникали одиночные сигналы звукового удара большой амплитуды, которые на более поздних этапах переходили в более сложный набор из нескольких сигналов звукового удара», — пишет Крис Карр из Лос-Аламосской национальной лаборатории, США, в соответствующей обзорной статье, также опубликованной в Science.

«Это означало, что орбитальный модуль разрушился, что соответствовало наземным наблюдениям, в том числе видеозаписям и свидетельствам очевидцев о множестве огненных шаров, летящих по небу».

Новый вычислительный подход позволяет игнорировать влияние ветра и температурных колебаний в нижнем слое атмосферы Земли, что даёт возможность оценить зону падения обломков приближающегося объекта всего за несколько секунд или минут.

«Эта информация крайне важна для восстановления любых частей объектов, которые уцелели после воздействия тепла и трения в атмосфере», — пишет Карр.

«Сокращение времени между обнаружением космического мусора и расчётом траекторий объектов имеет решающее значение для своевременного извлечения. Например, обломки спутников могут загрязнять почву в местах приземления металлической пылью и токсичными химическими веществами, образующимися при сгорании компонентов. В других случаях метеориты могут быть загрязнены земными материалами, что приводит к изменению органических и летучих компонентов, которые могут представлять ценность для исследований».