Растущая активность в космосе создает все более высокий риск неконтролируемых возвращений космического мусора на Землю, но удивительный новый метод может предложить экономичное решение для отслеживания этих угроз. Ученые обнаружили, что звуковые удары, регистрируемые существующими сейсмическими сетями, можно использовать для восстановления траекторий спуска и потенциальных зон падения падающих космических аппаратов и крупных обломков. Эта методика обеспечивает критически важный, почти в реальном времени способ мониторинга объектов по мере их разрушения в атмосфере – то, с чем традиционным радиолокационным и оптическим системам трудно справиться.
Растущая проблема космического мусора
Число космических запусков резко возрастает, что неизбежно увеличивает количество мусора, падающего обратно на Землю. Хотя большинство мелких обломков сгорают безвредно, более крупные объекты представляют реальную угрозу. В настоящее время такие организации, как NASA, часто проводят «контролируемые» возвращения, направляя обломки в малонаселенные районы. Однако увеличение объема запусков означает больше неконтролируемых возвращений – непредсказуемых спусков, которые повышают риск падения обломков на населенные районы.
Как звуковые удары обеспечивают данные для отслеживания
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Science и возглавленное Бенджамином Фернандо из Университета Джонса Хопкинса и Константиносом Хараламбусом из Имперского колледжа Лондона, демонстрирует эффективность этого нового подхода. Исследователи проанализировали данные о неконтролируемом возвращении 2 апреля 2024 года 1,5-тонного модуля из китайской миссии «Шэньчжоу-15». Анализируя время прибытия звуковых ударов на более чем 120 сейсмических станциях, они смогли точно восстановить траекторию, скорость и схему разрушения модуля.
Как объясняет астрофизик Джонатан Макдауэлл, этот метод особенно полезен, потому что звуковые удары обнаруживаются днем и ночью, в отличие от оптического слежения, и может быть реализован с использованием существующей инфраструктуры, что делает его экономически эффективным решением. «Вы можете получить это почти «бесплатно», как только узнаете, как проводить анализ».
Последствия для безопасности и экологические проблемы
Последствия этой технологии выходят за рамки простого определения местонахождения обломков. Данные, полученные в результате анализа звуковых ударов, могут помочь уточнить модели того, как объекты разрушаются при возвращении, что крайне важно для проектирования космических аппаратов, которые будут более эффективно распадаться. Что еще более важно, это может помочь понять воздействие испаряющихся аэрокосмических материалов на верхние слои атмосферы и потенциальный риск попадания опасных материалов, таких как радиоактивные изотопы или токсичное ракетное топливо, на землю.
Хотя звуковые удары не предотвратят столкновений в воздухе, они могут значительно улучшить поисково-спасательные работы и мероприятия по очистке на земле. Однако более широкая проблема остается в отсутствии упреждающих мер. Как отмечает Макдауэлл, «На протяжении 60 лет мы позволяем вещам неконтролируемо возвращаться… Рано или поздно нам не повезет».
Будущее развитие: масштабирование системы
Чтобы максимизировать эффективность этой методики, Фернандо предлагает две ключевые стратегии. Первая заключается в использовании существующих сейсмических сетей, особенно в районах, таких как западное побережье США, где часто происходят события возвращения. Второй вариант предполагает создание специализированных сетей в регионах, подверженных повышенному риску от обломков, например, вблизи космодромов, таких как Хайнань в Китае, где обломки часто падают над уязвимыми экосистемами, такими как Большой Барьерный риф в Австралии.
«Я боюсь, что космический мусор не получит должного внимания, пока не произойдет что-то действительно катастрофическое, и я полагаю, что вероятность этого составляет 100 процентов».
Этот новый метод предлагает жизненно важный инструмент для мониторинга космического мусора, но его полный потенциал зависит от инвестиций и упреждающей реализации. Растущая угроза неконтролируемых возвращений требует немедленного внимания для предотвращения будущих катастроф.
