Susirūpinimas dėl aplink Žemę skriejančių kosminių šiukšlių nuolat auga. Orbitoje jau yra šimtai tūkstančių nebeveikiančių palydovų, raketų pakopų ir įvairių jų fragmentų. Kiekvienas naujas startas šią problemą tik didina. Dalis šių objektų anksčiau ar vėliau sugrįžta į atmosferą ir gali nukristi į Žemės paviršių, keldami pavojų žmonėms, infrastruktūrai ir aplinkai.
Kol kuriami aktyvūs kosmoso „valymo“ sprendimai, mokslininkai lygiagrečiai ieško būdų tiksliau stebėti ir prognozuoti potencialiai pavojingų nuolaužų kritimą. Viena naujausių idėjų – pasitelkti jau veikiančius žemės drebėjimų stebėsenos tinklus.
Džonso Hopkinso universiteto Baltimorėje ir Imperatoriškojo koledžo Londone tyrėjai nustatė, kad seismometrų tinklai gali užfiksuoti bangas, atsirandančias didelėms kosminėms nuolaužoms milžinišku greičiu įskriejant į atmosferą. Tai atveria galimybę greitai ir tiksliai stebėti jų trajektoriją, kritimo momentą ir gana tiksliai įvertinti galimą smūgio vietą.
Metodas patikrintas su „Shenzhou-15“ misijos likučiais
Kai objektas atmosferoje juda greičiau už garso greitį, susidaro garso trenksmas. Šis akustinis reiškinys sukelia virpesius, kuriuos itin jautriai fiksuoja seismometrai. Palyginus tuo pačiu metu iš skirtingų stočių gautus signalus, galima nustatyti svarbių detalių apie krentantį objektą.
Mokslininkų komanda parengė metodiką, leidžiančią iš seismometrų įrašų išskirti naudingą informaciją apie kosminių nuolaužų skrydį. Ji buvo išbandyta analizuojant kinų erdvėlaivio „Shenzhou-15“ misijos likučių kritimą: šios misijos orbitinis modulis į Žemės atmosferą įskrido 2024 m. balandžio 2 d. Tyrėjų teigimu, maždaug 1,1 metro pločio ir daugiau nei 1,5 tonos masės objektas buvo pakankamai didelis, kad keltų realų pavojų žmonėms.
Pasinaudojusi 127 Pietų Kalifornijoje įrengtų seismometrų duomenimis, komanda atsekė „Shenzhou-15“ likučių skrydžio kelią ir nustatė, kad reali trajektorija skyrėsi nuo tos, kurią buvo prognozavusi JAV Kosmoso vadavietė. Taip parodyta, jog įprasti seismometrai gali veikti kaip itin tikslus kosminių šiukšlių sekimo tinklas, leidžiantis atkurti kritimo trasą, greitį, aukštį ir skilimo momentą.
Šis metodas siūlo naują, greitą ir labai tikslų būdą nustatyti potencialiai pavojingų nuolaužų iš orbitos kritimo parametrus ir, svarbiausia, numatyti galimą jų nusileidimo vietą.
Seismometrų tinklas – tikslesnis nei radaras
Iki šiol žemojoje orbitoje esančių objektų stebėsenai dažniausiai buvo naudojami radarai. Vis dėlto jų prognozės, kada ir kur tiksliai nuolaužos įskries į atmosferą, neretai būna netikslios. Seisminiai matavimai šiuos duomenis papildo, nes leidžia užfiksuoti realią nuolaužų trajektoriją jau po to, kai jos pradeda sąveikauti su tankesniais atmosferos sluoksniais.
Tobulinant šią sistemą ir reguliariai renkant tikslius duomenis apie kosminių šiukšlių įėjimą į atmosferą, būtų galima gerokai greičiau nustatyti nukritusių fragmentų buvimo vietą – dar prieš jiems išsisklaidant arba tampant vagysčių taikiniu. Be to, tai padėtų tiksliau įvertinti, kur gali nusėsti degimo metu susidariusios toksiškos dalelės, ir operatyviau reaguoti tais atvejais, kai objektuose yra pavojingų medžiagų, pavyzdžiui, radioaktyvių komponentų.
Pagrindinis tyrimo autorius Benjaminas Fernando pabrėžia, kad ypač svarbu kuo greičiau nustatyti, kur tiksliai nukrito objektas – pavyzdžiui, per 100 sekundžių, o ne per 100 dienų. Jo teigimu, būtina kurti ir taikyti kuo daugiau skirtingų metodų, leidžiančių sekti ir apibūdinti kosmines šiukšles.
Mokslinis pripažinimas ir perspektyvos
Šis darbas rodo, kad jau esama žemės drebėjimų stebėsenos infrastruktūra gali būti pritaikyta ir kosmoso saugumo užduotims. Dideli globalūs seismometrų tinklai suteikia unikalią galimybę plačiu mastu ir realiu laiku stebėti procesus aukštuosiuose atmosferos sluoksniuose, kai į juos įskrenda stambios nuolaužos.
Tyrimo rezultatai publikuoti moksliniame žurnale „Science“, todėl tikėtina, kad metodika bus toliau plėtojama ir pritaikoma tarptautiniu mastu – tiek stebint nekontroliuojamus kosminių objektų kritimus, tiek vertinant riziką žmonėms ir aplinkai.
Augant kosminių šiukšlių kiekiui, tokie sprendimai tampa vis svarbesne pasaulinės saugos ir mokslinių tyrimų kryptimi. Seismometrų tinklų panaudojimas atveria naujų galimybių ne tik tiksliau prognozuoti kritimus, bet ir greičiau imtis veiksmų, kai pavojus priartėja.
