Зростання активності в космосі створює зростаючий ризик неконтрольованого повернення космічного сміття на Землю, але дивовижна нова техніка може запропонувати економічно ефективне рішення для відстеження цих загроз. Вчені виявили, що звукові удари, записані існуючими сейсмічними мережами, можна використовувати для реконструкції траєкторій спуску та потенційних зон зіткнення падіння космічного корабля та великого сміття. Ця техніка забезпечує критично важливий спосіб майже в реальному часі контролювати об’єкти, коли вони руйнуються в атмосфері — те, за чим традиційним радарам і оптичним системам важко встигати.
Зростаюча проблема космічного сміття
Кількість космічних запусків різко зростає, що неминуче збільшує кількість уламків, які падають на Землю. Хоча більшість дрібних уламків горить нешкідливо, більші предмети становлять реальну загрозу. Зараз такі організації, як NASA, часто здійснюють «контрольовані» повернення, відправляючи уламки в малонаселені райони. Однак збільшення кількості запусків означає більше неконтрольованих повернень — непередбачуваних спусків, які збільшують ризик падіння уламків у населені райони.
Як звукові стріли надають дані відстеження
Нещодавнє дослідження, опубліковане в журналі Science під керівництвом Бенджаміна Фернандо з Університету Джонса Хопкінса та Константіноса Хараламбуса з Імперського коледжу Лондона, демонструє ефективність цього нового підходу. Дослідники проаналізували дані неконтрольованого повернення 2 квітня 2024 року 1,5-тонного модуля з китайської місії Shenzhou 15. Аналізуючи час прибуття звукових ударів на більш ніж 120 сейсмічних станціях, вони змогли точно реконструювати траєкторію модуля, швидкість і структуру відмови.
Як пояснює астрофізик Джонатан Макдауелл, цей метод особливо корисний, оскільки звукові удари виявляються вдень і вночі, на відміну від оптичного відстеження, і можуть бути реалізовані за допомогою існуючої інфраструктури, що робить його економічно ефективним рішенням. «Ви можете отримати його майже «безкоштовно», коли знаєте, як робити аналіз».
Наслідки для безпеки та екологічні проблеми
Наслідки цієї технології виходять за рамки простого пошуку уламків. Дані, отримані в результаті аналізу звукових ударів, можуть допомогти уточнити моделі того, як об’єкти розбиваються під час входу в космічний простір, що має вирішальне значення для більш ефективного розкладання космічних кораблів. Що ще важливіше, це може допомогти зрозуміти вплив випарених аерокосмічних матеріалів на верхні шари атмосфери та потенційний ризик потрапляння небезпечних матеріалів, таких як радіоактивні ізотопи чи токсичне ракетне паливо, на землю.
Хоча звукові удари не запобігають зіткненням у повітрі, вони можуть значно покращити пошуково-рятувальні роботи та зусилля з очищення на землі. Проте ширшою проблемою залишається відсутність проактивних заходів. Як зазначає Макдауелл, «протягом 60 років ми дозволяли речам неконтрольовано повертатися… Рано чи пізно нам не пощастить».
Майбутній розвиток: масштабування системи
Щоб підвищити ефективність цієї техніки, Фернандо пропонує дві ключові стратегії. Перший полягає у використанні існуючих сейсмічних мереж, особливо в таких областях, як Західне узбережжя США, де повторні події відбуваються часто. Другим варіантом було б побудувати спеціальні мережі в регіонах з підвищеним ризиком сміття, наприклад, поблизу космодромів, таких як Хайнань у Китаї, де сміття часто падає на чутливі екосистеми, такі як Великий Бар’єрний риф Австралії.
«Я боюся, що космічне сміття не приверне уваги, на яке воно заслуговує, доки не станеться щось справді катастрофічне, і я думаю, що є 100-відсотковий шанс, що це станеться».
Ця нова техніка пропонує життєво важливий інструмент для моніторингу космічного сміття, але її повний потенціал залежить від інвестицій і проактивного впровадження. Зростаюча загроза неконтрольованих повторних входів вимагає негайної уваги, щоб запобігти майбутнім катастрофам.
