کشف روشی نوآورانه برای ردیابی زباله‌های فضایی قبل از رسیدن به زمین

نورنیوز- گروه اجتماعی: پس از ورود به جو، قطعات زباله یک انفجار صوتی، شبیه به موج ضربه‌ای، ایجاد می‌کنند که با سرعت مافوق صوت در پشت جسم منتشر می‌شود.

بنجامین فرناندو، محقق از دانشگاه جانز هاپکینز و کنستانتینوس چارالامبوس، مهندس از کالج امپریال لندن، از این پدیده برای آزمایش فرضیه خود در مورد ورود مجدد مدارگرد شنژو-۱۵ استفاده کردند. حسگر‌های لرزه‌ای داده‌های دقیقی در مورد مسیر، سرعت، ارتفاع و زمان فروپاشی آن ارائه دادند.

نویسندگان در مقاله تحقیقاتی خود خاطرنشان کردند که مشاهدات فروپاشی متوالی و فزاینده، بینش‌های ارزشمندی در مورد پویایی تجزیه زباله‌ها ارائه می‌دهد، که پیامد‌های روشنی برای آگاهی از موقعیت فضایی و کاهش خطر زباله‌ها دارد.

زباله‌های فضایی نگرانی فزاینده‌ای است، به طوری که آژانس فضایی اروپا تخمین زده است که تقریباً ۱.۲ میلیون قطعه زباله فضایی بالقوه خطرناک در مدار زمین وجود دارد و انتظار می‌رود با پایان عمر ماهواره‌های بیشتر، این تعداد افزایش یابد. با این فضاپیما‌های «مرده» نمی‌توان ارتباط برقرار کرد یا آنها را کنترل کرد؛ تنها کاری که می‌توان هنگام نزدیک شدن به زمین یا برخورد با سایر زباله‌ها انجام داد، نظارت بر آنهاست.

با این حال، این مطالعه نشان می‌دهد که نظارت ممکن است مؤثرتر از آن چیزی باشد که قبلاً تصور می‌شد. دانستن مکان، سرعت، ارتفاع و نحوه تجزیه زباله‌ها در هنگام ورود مجدد «به دانشمندان کمک می‌کند تا دینامیک ورود مجدد به جو را ردیابی کرده و محتمل‌ترین نقاط برخورد را شناسایی کنند.»

در ۲ آوریل ۲۰۲۴، ماژول مداری از کار افتاده شنژو-۱۵ بر فراز کالیفرنیای جنوبی دوباره وارد جو شد. با قطر ۲.۲ متر و وزن ۱.۵ تن، به اندازه‌ای بزرگ بود که تهدیدی برای زیرساخت‌های هوانوردی و زمینی ایجاد کند و آن را به یک مورد آزمایشی ایده‌آل تبدیل کرد.

محققان از داده‌های شبکه‌های لرزه‌نگاری کالیفرنیای جنوبی و نوادا برای جستجوی ردپای عبور فضاپیما استفاده کردند. آنها سیگنال‌هایی مطابق با انفجار صوتی تولید شده توسط ورود مجدد آن یافتند و مسیر و فروپاشی آن را در طول نزولش بازسازی کردند.

داده‌ها نشان داد که فضاپیما با سرعتی بین ۲۵ تا ۳۰ ماخ یا حدود ۷.۸ کیلومتر در ثانیه حرکت می‌کرد. در ابتدا یک انفجار صوتی بزرگ و واحد ایجاد کرد و به دنبال آن مجموعه‌ای پیچیده از سیگنال‌های کوچکتر، مطابق با گزارش‌های مربوط به فروپاشی جسم روی زمین، به وجود آمد. در نهایت، فضاپیما به طور کامل در جو سوخت، اما این آزمایش توانایی ردیابی دقیق ویژگی‌های پرواز آن را با استفاده از حسگر‌های لرزه‌ای نشان داد.

محققان تأکید می‌کنند که این روش همچنین می‌تواند در آینده به تعیین دقیق محل برخورد قطعاتی که ممکن است به طور کامل نسوخته باشند، کمک کند و اطلاعات دقیقی را برای کاهش خطرات احتمالی روی زمین ارائه دهد. همچنین به مطالعه پراکندگی ریزذرات بالقوه خطرناک تولید شده در طول ورود مجدد و دستیابی به درک دقیق‌تر از دینامیک فروپاشی کمک می‌کند.

این مطالعه روشن می‌کند که ورود مجدد کنترل‌نشده به جو همیشه رخ خواهد داد و اگرچه نمی‌توان از آن جلوگیری کرد، این روش جدید راهی مؤثر برای استفاده از ابزار‌های عمومی برای نظارت و درک آنها ارائه می‌دهد. این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.