"Необнаруживаемый" космический мусор теперь легче обнаружить
Исследовательская группа из Мичиганского университета обратила внимание на актуальную проблему отслеживания мельчайшего космического мусора. Космический мусор, состоящий из остатков от запусков ракет, выходов в открытый космос и устаревших спутников, вызывает все большую озабоченность в научном сообществе.
В настоящее время отследить можно только объекты размером больше софтбола, что составляет менее 1 % от почти 170 миллионов единиц космического мусора. Это ограничение заставило исследователей искать более эффективные методы обнаружения мелкого мусора.
Современные методы обнаружения космического мусора
Как объяснил Нилтон Ренно, главный исследователь и профессор Мичиганского университета, существующая методика основана на обнаружении объектов, отражающих световые или радиолокационные сигналы. Однако эта методика не справляется с небольшими объектами, поскольку отраженные сигналы слишком слабы, чтобы их можно было определить с земли.
"Сейчас мы обнаруживаем космический мусор, ища объекты, отражающие световые или радиолокационные сигналы", - говорит Нилтон Ренно. "Чем меньше становятся объекты, тем сложнее получить достаточно сильные сигналы солнечного света или радара, чтобы обнаружить их с земли".
Инновационный подход, предложенный этой командой, позволяет отслеживать обломки диаметром до одного миллиметра. Этот метод, способный обнаруживать объекты толщиной с грифель карандаша, знаменует собой значительный прогресс в области мониторинга космического мусора.
Опасности, связанные с космическим мусором
Космический мусор представляет собой серьезную опасность для спутников и космических аппаратов. Двигаясь со скоростью около 22 000 миль в час, даже небольшие обломки могут причинить значительный ущерб, сродни автомобильной аварии на шоссе.
Растущий беспорядок на орбите Земли, усугубляемый столкновениями, в результате которых образуются более мелкие, незаметные фрагменты, подчеркивает острую необходимость в усовершенствованных методах отслеживания.
Моджтаба Ахаван-Тафти, ассистент научного сотрудника и руководитель проекта, объясняет предложенную методику обнаружения. Она предполагает идентификацию электрических всплесков, возникающих при столкновении мелких обломков, которые испаряются в заряженный газ и создают всплески энергии, похожие на молнию. Эти всплески, а также последующие импульсы электрического поля от заряженных фрагментов твердых обломков, кратковременны, но обнаруживаемы.
"Когда облако заряженного газа и фрагментов обломков расширяется, оно создает всплески энергии, похожие на молнии, аналогичные сигналам статических искр, возникающих после стирки только что выстиранного одеяла", - говорит Ахаван-Тафти.
Моделирование и будущие эксперименты
Согласно недавнему компьютерному моделированию, столкновения между кусками алюминия на орбитальных скоростях приводят к ощутимым электрическим всплескам. Они достаточно сильны, чтобы 26-метровая антенна с высококачественным радиоприемником могла обнаружить их с земли.
Команда планирует дальнейшее моделирование и реальные измерения сигнала с помощью Deep Space Network НАСА. Кроме того, они намерены проанализировать данные, полученные в ходе экспериментов с гиперскоростями в Военно-морской исследовательской лаборатории и Исследовательском центре НАСА имени Эймса.
В случае успеха этот метод позволит не только обнаружить космический мусор, но и определить его состав и физические характеристики. Ахаван-Тафти подчеркивает, что важно определить, является ли объект твердым или мягким, что влияет как на его орбиту, так и на потенциал повреждения.
"Мы хотим знать, твердый объект или мягкий, потому что это повлияет на то, как он движется по орбите и насколько разрушительным он может быть", - говорит Ахаван-Тафти.
Таким образом, этот новый подход к обнаружению мельчайшего космического мусора представляет собой значительный скачок вперед в обеспечении безопасности и долговечности нашей космической инфраструктуры. Потенциально способное произвести революцию в мониторинге и управлении космическим мусором, это исследование может сыграть решающую роль в обеспечении безопасности жизненно важных операций спутников и космических аппаратов.
Полный текст исследования опубликован в журнале IOC.
