Rosnąca aktywność w przestrzeni kosmicznej stwarza rosnące ryzyko niekontrolowanego powrotu śmieci kosmicznych na Ziemię, ale zaskakująca nowa technika może zapewnić opłacalne rozwiązanie śledzenia tych zagrożeń. Naukowcy odkryli, że wysięki dźwiękowe rejestrowane przez istniejące sieci sejsmiczne można wykorzystać do rekonstrukcji trajektorii opadania i potencjalnych stref uderzenia spadającego statku kosmicznego i dużych śmieci. Technika ta zapewnia krytyczny sposób monitorowania obiektów w czasie zbliżonym do rzeczywistego podczas ich rozkładu w atmosferze – coś, za czym trudno dotrzymać tradycyjnym systemom radarowym i optycznym.
Narastający problem śmieci kosmicznych
Liczba lotów kosmicznych dramatycznie rośnie, co nieuchronnie zwiększa ilość śmieci spadających z powrotem na Ziemię. Chociaż większość małych śmieci pali się nieszkodliwie, większe obiekty stanowią realne zagrożenie. Obecnie organizacje takie jak NASA często przeprowadzają „kontrolowane” powroty, wysyłając śmieci do słabo zaludnionych obszarów. Jednak wzrost objętości startów oznacza więcej niekontrolowanych powrotów – nieprzewidywalnych zjazdów, które zwiększają ryzyko upadku gruzu na obszary zaludnione.
Jak bomy dźwiękowe dostarczają dane śledzenia
Niedawne badanie opublikowane w czasopiśmie Science pod kierunkiem Benjamina Fernando z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa i Konstantinosa Charalambousa z Imperial College w Londynie pokazuje skuteczność tego nowego podejścia. Naukowcy przeanalizowali dane z niekontrolowanego powrotu 1,5-tonowego modułu z chińskiej misji Shenzhou 15, który miał miejsce 2 kwietnia 2024 roku. Analizując czasy przybycia bomów dźwiękowych na ponad 120 stacjach sejsmicznych, udało im się dokładnie zrekonstruować trajektorię, prędkość i wzór awarii modułu.
Jak wyjaśnia astrofizyk Jonathan McDowell, metoda ta jest szczególnie przydatna, ponieważ bomy dźwiękowe są wykrywane w dzień i w nocy, w przeciwieństwie do śledzenia optycznego, i można ją wdrożyć przy użyciu istniejącej infrastruktury, co czyni ją opłacalnym rozwiązaniem. „Możesz to uzyskać prawie «za darmo», jeśli wiesz, jak przeprowadzić analizę”.
Konsekwencje dla bezpieczeństwa i kwestie środowiskowe
Konsekwencje tej technologii wykraczają poza zwykłe lokalizowanie śmieci. Dane uzyskane z analizy boomów dźwiękowych mogą pomóc w udoskonaleniu modeli rozpadu obiektów podczas ponownego wejścia w atmosferę, co ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu statków kosmicznych pod kątem wydajniejszego rozpadu. Co ważniejsze, może pomóc w zrozumieniu wpływu odparowanych materiałów lotniczych na górne warstwy atmosfery i potencjalnego ryzyka przedostania się do ziemi materiałów niebezpiecznych, takich jak izotopy radioaktywne lub toksyczne paliwo rakietowe.
Chociaż wysięgniki dźwiękowe nie zapobiegną kolizjom w powietrzu, mogą znacznie usprawnić działania poszukiwawczo-ratownicze oraz porządkowe na ziemi. Jednak szerszym problemem pozostaje brak proaktywnych środków. Jak zauważa McDowell: „Przez 60 lat pozwalaliśmy, aby sprawy wróciły w niekontrolowany sposób… Prędzej czy później zabraknie nam szczęścia”.
Przyszły rozwój: skalowanie systemu
Aby zmaksymalizować skuteczność tej techniki, Fernando sugeruje dwie kluczowe strategie. Pierwszym z nich jest wykorzystanie istniejących sieci sejsmicznych, szczególnie na obszarach takich jak zachodnie wybrzeże Stanów Zjednoczonych, gdzie często zdarzają się zjawiska powrotne. Drugą opcją byłoby zbudowanie dedykowanych sieci w regionach o większym ryzyku ze strony śmieci, np. w pobliżu portów kosmicznych, takich jak Hainan w Chinach, gdzie śmieci często spadają na wrażliwe ekosystemy, takie jak Wielka Rafa Koralowa w Australii.
„Obawiam się, że śmieci kosmiczne nie zyskają należytej uwagi, dopóki nie wydarzy się coś naprawdę katastrofalnego, a sądzę, że istnieje 100% szans, że tak się stanie”.
Ta nowa technika stanowi istotne narzędzie monitorowania śmieci kosmicznych, ale jej pełny potencjał zależy od inwestycji i proaktywnego wdrożenia. Rosnące zagrożenie niekontrolowanym ponownym wejściem na teren planety wymaga natychmiastowej uwagi, aby zapobiec przyszłym katastrofom.
