ردیابی زباله‌های فضایی با کمک حسگرهای زمین‌لرزه

کن نیوز |روزانه به طور میانگین حداقل سه قطعه بزرگ از زباله‌های فضایی شامل ماهواره‌های قدیمی و موشک‌های از رده خارج‌شده به زمین بازمی‌گردند، اما پژوهشگران درک بسیار محدودی از محل فرود این قطعات خطرناک و اتفاقاتی که در جو برای آنها رخ می‌دهد، در اختیار دارند. یک روش جدید مبتنی بر ردیابی صدای انفجار صوتی توسط حسگرهای زمین‌لرزه می‌تواند اطلاعات فوری را درباره محل تقریبی زباله‌های پرتاب‌شده ارائه دهد.

به گزارش کن نیوز؛ اسپانیا و فرانسه در نوامبر ۲۰۲۲ بخش‌هایی از حریم هوایی خود را به مدت حدود ۴۰ دقیقه بستند، زیرا پیش‌بینی می‌شد که یک قطعه غول‌پیکر از یک موشک چینی احتمالاً در جنوب اروپا سقوط خواهد کرد. این تعطیلی به تغییر مسیر یا تأخیر صدها پرواز منجر شد و میلیون‌ها دلار هزینه به همراه داشت. بدنه موشک در نهایت در آن سوی کره زمین بر فراز اقیانوس آرام دوباره وارد جو شد.

این حادثه نشان داد که ناظران کنونی ترافیک فضایی چقدر اطلاعات کمی درباره رفتار اجسام در حال بازگشت از مدار دارند. روش جدید پژوهشگران «دانشگاه جانز هاپکینز»(Johns Hopkins University) و «امپریال کالج لندن»(Imperial College London) می‌تواند به ما کمک کند تا در آینده کنترل بهتری را روی این مشکل داشته باشیم.

جامعه فضایی، مسیرهای ورود مجدد زباله‌های فضایی را براساس بررسی‌های شبکه جهانی رادارها و تلسکوپ‌های نوری پیش‌بینی می‌کند. این روش منطقی است، اما محدودیت‌هایی دارد.

«بنجامین فرناندو»(Benjamin Fernando)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: رادارهای آگاهی از موقعیت فضایی و ردیابی نوری وقتی جسم در مدار است، عالی هستند؛ اما وقتی ارتفاع آن کمتر از چند صد کیلومتر باشد، تعامل با جو کاملاً آشفته می‌شود و هیچ وقت مشخص نیست که زباله فضایی دوباره به کجا وارد خواهد شد.

فرناندو ادامه داد: رادارهای زمینی به طور پراکنده در سراسر جهان توزیع شده‌اند و برای نظارت بر فروپاشی جسم در حال بازگشت، با مشکل روبه‌رو هستند. علاوه بر این، بررسی‌ها بلافاصله در دسترس همه کسانی که ممکن است به آنها نیاز داشته باشند، قرار نمی‌گیرند.

بخش‌های بزرگی از کره زمین مملو از حسگرهای لرزه‌نگاری هستند که برای تشخیص زمین‌لرزه طراحی شده‌اند و این بررسی‌ها عمدتاً به صورت آنلاین در دسترس عموم قرار می‌گیرند. این حسگرها علاوه بر لرزش‌های ناشی از درون سیاره می‌توانند انفجارها، ارتعاشات ترافیکی و حتی صداهایی را که نهنگ‌ها در اقیانوس‌ها تولید می‌کنند نیز تشخیص دهند.

فرناندو و همکارانش در این پژوهش از داده‌های حسگرهای لرزه‌نگاری برای بازسازی مسیر یک ماژول مداری استفاده کردند که از کپسول فضایی «شنژو ۱۷»(Shenzhou 17) چین جدا شد و در آوریل ۲۰۲۴ به زمین سقوط کرد. فرناندو گفت: انتظار می‌رفت این قطعه ۱.۵ تُنی در اقیانوس آرام جنوبی یا اقیانوس اطلس شمالی سقوط کند، اما هر دوی این پیش‌بینی‌ها کاملاً اشتباه بودند.

این گروه پژوهشی، داده‌های ۱۲۷ حسگر لرزه‌نگاری را که در سراسر کالیفرنیا توزیع شده بودند، تحلیل کردند تا انتشار انفجار صوتی تولیدشده توسط ماژول شنژو ۱۷ را هنگام عبور از جو زمین با سرعتی تا ۳۰ برابر سرعت صوت تشخیص دهند. آنها مشاهده کردند که این ماژول حدود ۴۰ کیلومتر در شمال مسیر پیش‌بینی‌شده توسط فرماندهی فضایی آمریکا حرکت می‌کند و احتمالاً برخی از قطعات آن در جایی بین شهر بیکرزفیلد ایالت کالیفرنیا و شهر لاس‌وگاس ایالت نوادا سقوط خواهند کرد.

فرناندو گفت: اگرچه این داده‌ها نمی‌توانند پیش‌بینی کنند که یک قطعه زباله فضایی کجا سقوط خواهد کرد، اما می‌توانند به ردیابی دقیق محل‌ برخورد کمک کنند و به گروه‌های زمینی امکان دهند تا هرگونه قطعه احتمالی را که می‌تواند برای محیط زیست خطرناک باشد، مهار کنند.

این روش ردیابی جدید می‌تواند به این پرسش بزرگ پاسخ دهد که چه مقدار زباله فضایی واقعاً به سطح زمین می‌رسند. به عنوان مثال، «اسپیس‌ایکس»(SpaceX) ادعا می‌کند ماهواره‌های موجود در شبکه بزرگ ماهواره‌های «استارلینک»(Starlink) که دسترسی به اینترنت را فراهم می‌کنند، در طول بازگشت آتشین خود به جو کاملاً تبخیر می‌شوند، اما بسیاری از کارشناسان این ارزیابی را زیر سؤال می‌برند. آنها ادعا می‌کنند که برخی از اجزا مانند مخازن سوخت و باتری‌ها از مواد بسیار محکمی ساخته شده‌اند و احتمالاً سالم می‌مانند. درک بهتر از چگونگی سوختن کامل ماهواره‌ها در جو به کارشناسان کمک می‌کند تا خطری را که این اجسام برای مردم و اموال روی زمین و همچنین هواپیماها ایجاد می‌کنند، بهتر ارزیابی کنند.