Щодня на Землю падає в середньому не менше трьох великих фрагментів космічного сміття — застарілі супутники та витрачені ракетні ступені. Проте вчені мають обмежене уявлення про те, де саме приземляються ці потенційно небезпечні уламки і що з ними відбувається в атмосфері. Новий метод, заснований на відстеженні звукових ударів за допомогою сейсмічних датчиків, може надати інформацію в реальному часі про місцезнаходження цих фрагментів, що мчать до Землі.
У листопаді 2022 року частини повітряного простору Іспанії та Франції були закриті на близько 40 хвилин через прогноз виверження великого фрагмента китайської ракети. Цей захід призвів до відміни або затримки сотень рейсів і став великим економічним ударом. У підсумку, уламок приземлився на іншому боці світу — в Тихому океані.
Цей випадок продемонстрував, наскільки мало відомо сучасним моніторам космічного руху про поведінку об’єктів, що повертаються з орбіти. Новий підхід, розроблений дослідниками з Університету Джонса Гопкінса та Імперського коледжу Лондона, може суттєво поліпшити ситуацію в цій галузі.
Космічне співтовариство прогнозує траєкторії повернення космічного сміття на основі даних з глобальної мережі радарів і оптичних телескопів. Хоча ця методика має свої плюси, вона не позбавлена обмежень. Лідер дослідження Бенжамін Фернандо відзначає, що “радарні системи відстеження є дуже ефективними, коли об’єкт ще знаходиться на орбіті, але коли він опускається нижче кількох сотень кілометрів, ситуація стає хаотичною, і передбачити місце повторного входу стає складніше”.
Сейсмічні датчики, навпаки, широко розміщені по всій планеті і здатні виявляти не лише поштовхи, а і вибухи та навіть звуки китів у океані. У новому дослідженні команда Фернандо використала дані з 127 таких датчиків у Каліфорнії для реконструкції траєкторії модулю, що від’єднався від китайського космічного корабля Shenzhou 17 у квітні 2024 року. Спочатку прогнозувалося, що уламок упаде в Південному Тихому або Північному Атлантичному океані, але ці прогнози виявились помилковими.
Дослідники виявили, що модуль проїхав на 40 кілометрів північніше за передбачену траєкторію, у районі, де проживає близько 50 мільйонів людей. Хоча й не було підтверджено, що уламки досягли поверхні, страшний потенціал подібних інцидентів варто враховувати.
Фернандо підкреслює, що новий метод не лише не прогнозує момент приземлення космічного сміття, але й дозволяє швидше знаходити можливі небезпечні фрагменти. За його словами: “Суперзвуковий об’єкт завжди обганяє свій звуковий удар. Якщо він впаде, то нічого вдіяти вже не можливо, але ми можемо прискорити процес знаходження уламків з днів чи тижнів до кількох годин”.
Традиційно методи відстеження космічного сміття ставлять під сумнів інформацію про те, скільки з цього сміття насправді досягає поверхні Землі. Наприклад, SpaceX запевняє, що супутники серії Starlink повністю згоряють під час повторного входу, тоді як інші експерти впевнені, що частини, зокрема паливні баки, можуть вижити. Більш точні дані про повне згорання супутників в атмосфері дозволять оцінити ризики цих об’єктів для людей і майна на Землі, а також для літаків, що пролітають.
Фернандо зазначає, що цей новий підхід дозволяє визначити траєкторію, швидкість і кут спаду космічного сміття, а також дізнатися більше про процес його руйнування при проходженні через атмосферу. Випробування отриманих даних показали, що сейсмічні датчики можуть фіксувати звукові удари на відстані до кількох сотень миль, але використання інших сенсорних мереж на основі акустичних вимірювань може ще більше поширити можливості цього методу.
У вивченні тема старих супутників і їх вплив на землю продовжує залишатись важливим аспектом, який потребує глибшого розгляду. Наукові дані, зібрані такими новими технологіями, можуть стати критично важливими для безпеки та управління космічним простором в майбутньому.