Ερευνητές βρήκαν έναν νέο τρόπο να εντοπίζουν τα διαστημικά σκουπίδια

Όταν ένα κινεζικό διαστημόπλοιο επέστρεφε με ταχύτητα στη Γη πάνω από τη Νότια Καλιφόρνια τον Απρίλιο, κάτι απρόβλεπτο συνέβη. Ενώ τα ραντάρ έχαναν το στίγμα και οι δορυφόροι δεν μπορούσαν να δουν μέσα από τον καυτό πλάσμα, ένα δίκτυο σεισμογράφων στην ξηρά κατέγραψε ολόκληρη την πορεία του. Συγκεκριμένα, οι ερευνητές από το Johns Hopkins University και το Imperial College London διαπίστωσαν ότι μπορούν να χρησιμοποιήσουν σεισμογράφους για να παρακολουθούν τα διαστημικά συντρίμμια κατά την πιο επικίνδυνη φάση της επανεισόδου στην ατμόσφαιρα, όταν όλα τα άλλα μέσα «τυφλώνονται».

Η ανάγκη για τέτοιες τεχνικές είναι επιτακτική, καθώς τα διαστημικά συντρίμμια πέφτουν στη Γη με εκθετικό ρυθμό. Κάθε εβδομάδα εμφανίζεται μια νέα φωτεινή μπάλα κάπου στον ουρανό, ενώ οι προβλέψεις για το πού θα καταλήξουν τα συντρίμμια συχνά αποδεικνύονται λανθασμένες. Στην περίπτωση του κινεζικού διαστημόπλοιου Shenzhou-15, οι επίσημες προβλέψεις έλεγαν ότι θα συντριβεί στον Ατλαντικό Ωκεανό στις 9:06 π.μ., αλλά αντ’ αυτού διασπάστηκε πάνω από τη Νότια Καλιφόρνια 25 λεπτά νωρίτερα και περίπου 8.600 χιλιόμετρα μακριά από το προβλεπόμενο σημείο.

Διαβάστε επίσης: ΗΠΑ: Εκδόθηκε το πρώτο πρόστιμο για διαστημικά σκουπίδια

Η νέα μέθοδος λειτουργεί επειδή όταν κάτι κινείται ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου, δημιουργεί ένα υπερηχητικό κύμα. Ένα διαστημόπλοιο που εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με 25 φορές την ταχύτητα του ήχου παράγει τεράστιο κύμα. Αυτό φτάνει στο έδαφος ως υπερηχητικός κρότος, και οι σεισμογράφοι είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι σε τέτοιου είδους κύματα πίεσης.

Το Shenzhou-15 προκάλεσε υπερηχητικούς κρότους τους οποίους κατέγραψαν 125 σεισμολογικοί σταθμοί στην Καλιφόρνια και τη Νεβάδα. Κάθε σταθμός κατέγραψε την άφιξη του κρότου, αποκαλύπτοντας τη διάσπαση του διαστημικού οχήματος και την πορεία των θραυσμάτων. Η πρώτη καταγραφή έγινε στη San Miguel Island, όπου ένα σύντομο σήμα 0,15 δευτερολέπτων αποκάλυψε ότι δεν υπήρχε πλέον ένα ενιαίο σώμα, αλλά πιθανώς ένα συμπαγές σύμπλεγμα μικρότερων κομματιών.

Καθώς τα θραύσματα κινούνταν προς την ενδοχώρα, οι σταθμοί κατέγραψαν πιο σύνθετα μοτίβα, με πολλαπλούς κρότους που υποδήλωναν κομμάτια να αποσπώνται από το κύριο σώμα, επιβεβαιώνοντας αυτό που οι μηχανικοί υπέθεταν: τα διαστημόπλοια δεν εκρήγνυνται ούτε καίγονται απλώς. Διασπώνται σταδιακά, σαν φερμουάρ που ανοίγει.

Οι ερευνητές εντόπισαν 8 έως 11 ξεχωριστά γεγονότα διάσπασης μέσα σε δύο δευτερόλεπτα, με τα θραύσματα να σπάνε σε ακόμα μικρότερα κομμάτια, κάθε διάσπαση δημιουργώντας το δικό της κύμα πίεσης, σε μια ακολουθία που εκτεινόταν περίπου 16 χλμ. στον ουρανό.

Καλύπτοντας ένα κενό

Η μέθοδος αυτή λύνει ένα πρόβλημα που απασχολεί τις διαστημικές υπηρεσίες εδώ και δεκαετίες. Τα υπάρχοντα εργαλεία παρακολούθησης λειτουργούν καλά σε υψηλές τροχιές, αλλά όταν τα συντρίμμια εισέρχονται στην ατμόσφαιρα και καίγονται σε ύψος 80–152 χιλιομέτρων, τα ραντάρ μπερδεύονται από το καυτό πλάσμα και τα οπτικά τηλεσκόπια χάνουν τη γραμμή οπτικής επαφής. Οι σεισμογράφοι δεν επηρεάζονται από το πλάσμα ή την οπτική ορατότητα- ανιχνεύουν απλώς τα κύματα πίεσης που χτυπούν το έδαφος και ήδη υπάρχουν χιλιάδες εγκατεστημένοι σε όλο τον κόσμο.

Αν και η μέθοδος δεν εντοπίζει ακριβώς πού προσγειώθηκε κάθε θραύσμα, περιορίζει γρήγορα την περιοχή αναζήτησης, ακόμα και σε περιοχές με αραιή κάλυψη, όπως ωκεανούς ή απομακρυσμένες περιοχές.

Το αυξανόμενο πρόβλημα των διαστημικών σκουπιδιών

Ο χώρος γύρω από τη Γη γεμίζει γρήγορα. Η δορυφορική ομάδα Starlink της SpaceX έχει εκτοξεύσει χιλιάδες δορυφόρους τα τελευταία χρόνια. Οι περισσότεροι θα κάνουν ελεγχόμενη επανείσοδο και θα καούν πάνω από τον ωκεανό, αλλά όχι όλοι. Ορισμένα τμήματα κατασκευάζονται για να αντέχουν την επανείσοδο και μπορούν να ταξιδέψουν μεγάλη απόσταση πριν φτάσουν στο έδαφος.

Η παλιά προσέγγιση ήταν απλά να παρακολουθείται η κάθοδος και να προβλέπονται οι ζώνες πρόσκρουσης, ώστε να κινητοποιούνται ομάδες διάσωσης όταν εντοπιστούν τα θραύσματα. Αυτό όμως δεν ισχύει όταν οι προβλέψεις απέχουν χιλιάδες χιλιόμετρα.

Η τεχνική αυτή δεν χρησιμεύει μόνο για παρακολούθηση των διαστημικών σκουπιδιών. Οι μηχανικοί μπορούν να αξιοποιήσουν αυτά τα δεδομένα είτε για τον σχεδιασμό δορυφόρων που θα αποσυντίθενται πλήρως κατά την επανείσοδο είτε για την ανάπτυξη καψουλών ικανών να αντέχουν τις ακραίες συνθήκες της διαδικασίας.

Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Science.

Πηγή: Studyfinds