Введение

Космический мусор, состоящий из тысяч обломков человеческих объектов, оставшихся на орбите Земли, представляет собой серьезную угрозу для человечества. Когда эти объекты начинают падать на Землю, важно быстро определить места их возможного падения. Ученые из Университета Джонса Хопкинса разработали метод, позволяющий отслеживать падающий мусор с помощью существующих сетей сейсмометров, что может значительно улучшить ситуацию.

Проблема космического мусора

Количество космического мусора растет с каждым годом. В прошлом году мы стали свидетелями многократных возвращений спутников в атмосферу каждый день. Однако у нас нет достаточной информации о том, где именно они вошли в атмосферу, распались ли на куски, сгорели ли в атмосфере или достигли земли, отмечает ведущий автор исследования Бенджамин Фернандо, постдокторант, изучающий землетрясения на Земле, Марсе и других планетах Солнечной системы.

Как работает отслеживание

Фернандо и его коллега Константинос Хараламбус, исследователь из Имперского колледжа Лондона, использовали данные сейсмометров для восстановления пути обломков модуля орбитального корабля Шэньчжоу-15 после его входа в атмосферу Земли 2 апреля 2024 года. С размерами примерно 1,1 метра в ширину и весом более 1,5 тонн, этот модуль мог представлять угрозу для людей.

Объекты космического мусора, входящие в атмосферу, движутся быстрее звука и производят звуковые удары, похожие на те, что создают истребители. Когда обломки стремятся к Земле, вибрации от ударных волн создают колебания, которые фиксируются сейсмометрами.

Данные и вычисления

Анализируя данные 127 сейсмометров в Южной Калифорнии, исследователи рассчитывали путь и скорость модуля. Он пронесся через атмосферу со скоростью около 25-30 Мах, двигаясь на северо-восток над Санта-Барбарой и Лас-Вегасом, что в 10 раз быстрее, чем самый быстрый реактивный самолет в мире.

Используя интенсивность сейсмических сигналов, ученые смогли определить высоту модуля и выяснить, как он распался. Расчеты показали, что модуль двигался примерно на 25 миль севернее, чем предсказывало командование космических сил США на основе измерений его орбиты.

Безопасность и будущее отслеживания

Падая, обломки иногда выделяют токсичные частицы, которые могут оставаться в атмосфере в течение нескольких часов и переноситься на новые территории с изменением погодных условий. Знание траектории мусора поможет отслеживать, куда эти частицы могут попасть, и кто может подвергнуться риску их воздействия.

Быстрое отслеживание также поможет властям оперативно извлекать объекты, достигнувшие земли. Это особенно важно, так как обломки могут содержать опасные вещества. Например, в 1996 году обломки российского космического аппарата «Марс-96» упали на Землю, и хотя люди считали, что он сгорел, его радиоактивный источник энергии приземлился целым в океан. Хотя тогда пытались отследить его местоположение, оно так и не было подтверждено.

Заключение

С увеличением числа космических объектов, повторное использование методов отслеживания и выявления их траекторий становится критически важным. Сейсмические данные могут дополнить радарные данные, позволяя отслеживать объекты после их входа в атмосферу и предоставляя гораздо более точные измерения их настоящей траектории. По словам Фернандо, «если вы хотите помочь, то важно быстро выяснить, где именно оно упало — за 100 секунд, а не за 100 дней». Чем больше методов отслеживания космического мусора мы разработаем, тем безопаснее будет для нас всех.