Сейсмометри, які традиційно використовуються для реєстрації землетрусів, змогли відстежувати руйнування падаючих космічних кораблів з більшою точністю, ніж звичайні методи. Недавнє дослідження, опубліковане в журналі Science 22 січня, описує, як коливання земної кори, спричинені ударними хвилями від повернення китайського космічного корабля Shenzhou-15, були зареєстровані сейсмічними мережами в Південній Каліфорнії 2 квітня 2024 року.
Наука за виявленням
Коли космічне сміття потрапляє на Землю, воно перевищує швидкість звуку, створюючи ударні хвилі, які реєструються як брижі, виявлені сейсмометрами. Аналізуючи силу та час цих сигналів за допомогою мережі із 127 сейсмометрів, вчені змогли оцінити висоту та траєкторію уламків. Система навіть може визначити, як космічний корабель розпався на кілька частин, кожна з яких генерує свою ударну хвилю.
Цей метод має значні переваги перед існуючими системами відстеження. Поточний моніторинг космічного сміття значною мірою покладається на наземні радари, яким важко точно передбачити траєкторії повернення, коли фрагменти потрапляють у верхні шари атмосфери. Взаємодія з повітрям спричиняє фрагментації уламків, уповільнення та непередбачувану зміну напрямку, що призводить до помилок у прогнозі на сотні кілометрів. У випадку з Shenzhou-15 сейсмічні дані показали, що космічний корабель впав приблизно за 30 кілометрів на південь від траєкторії, передбаченої Космічним командуванням США.
З Марса на Землю: адаптація існуючих технологій
Цей підхід базується на техніці, яка вже використовується для відстеження метеоритів, використовуючи сейсмічні та акустичні дані як на Землі, так і на Марсі. Бенджамін Фернандо з Університету Джона Хопкінса, який працював із місією NASA InSight Mars, пояснює: «Здебільшого те, що ми зробили в цій статті, — це просто застосування методів, розроблених для Марса, на Землю». Місія InSight продемонструвала корисність сейсмометрів для виявлення зіткнень метеоритів з Марсом, проклавши шлях для цього наземного застосування.
Обмеження та перспективи
Точність сейсмічного виявлення залежить від щільності мережі сейсмометрів. Звукові стріли поширюються лише на відстань близько 100 кілометрів, що означає, що рідкісне покриття у віддалених районах обмежує масштабованість методу в глобальному масштабі. Даніель Стіч з Університету Гранади зазначає, що найкращі результати досягаються в міських районах із високою концентрацією сейсмометрів.
Неконтрольовані повторні входи стають все більш поширеними, оскільки кількість космічних апаратів на орбіті неконтрольовано зростає. Падаючі осколки становлять небезпеку для людей, інфраструктури та навколишнього середовища через токсичне паливо, легкозаймисті матеріали та випадкові радіоактивні компоненти. Хоча сейсмічний моніторинг не забезпечує раннього попередження, він може допомогти швидко оцінити зони впливу та визначити ризики забруднення.
Успішна адаптація методів сейсмічного відстеження Марса до Землі демонструє новий і потенційно важливий інструмент для управління зростаючою загрозою космічного сміття.
Ця технологія пропонує додатковий підхід до існуючих радіолокаційних систем, підвищуючи загальну обізнаність про ситуацію в міру розширення космічного трафіку.
