Сейсмические сети зафиксировали звуковые удары от падающего космического мусора

Ученые обнаружили новый способ отслеживания неконтролируемого входа в атмосферу фрагментов космического мусора. Обломки, пробиваясь сквозь атмосферу, создают звуковые удары, которые могут быть обнаружены наземными сейсмическими датчиками.

Метод был успешно апробирован на примере возвращения орбитального модуля «Шэньчжоу-15» в апреле 2024 года. Планетолог Бенджамин Фернандо и инженер Константинос Хараламбус использовали данные сейсмических сетей, чтобы проанализировать его падение над южной Калифорнией.

Собранная информация позволила получить точные измерения не только факта входа в атмосферу, но и скорости, диапазона высот, размеров, угла снижения, а также момента фрагментации объекта. Скорость модуля оценивалась в 25–30 чисел Маха, что соответствовало его орбитальной характеристике.

Анализ показал, что начальный этап падения сопровождался одиночным мощным звуковым сигналом, который позже перешел в сложную серию множественных, более слабых ударов. Это подтвердило сообщения о разрушении объекта в атмосфере на множество фрагментов.

Использование сейсмоакустических методов открывает новые возможности для повышения осведомленности о космической обстановке и снижения рисков от падающих обломков. По оценкам Европейского космического агентства, на орбите находится около 1,2 миллиона потенциально опасных объектов, и их число продолжает расти.

Для неконтролируемых объектов, которые невозможно перенаправить, точное отслеживание параметров разрушения становится ключевым. Знание того, где, как высоко и как быстро происходит распад, помогает лучше понять динамику атмосферного входа и спрогнозировать возможную зону падения обломков.

Звуковой удар возникает, когда объект движется быстрее скорости звука в среде. Входя в атмосферу, космический мусор часто достигает сверх- и даже гиперзвуковых скоростей, создавая конус ударной акустической волны, который и фиксируют чувствительные сейсмометры.

Для объектов, которые сгорают не полностью, этот метод в будущем может помочь быстро определить наиболее вероятное местоположение обломков на поверхности. Это особенно важно, поскольку крупные фрагменты достигают земли раньше, чем приходит звук их падения.

Дополнительным аспектом является изучение рассеивания потенциально опасных аэрозольных частиц, высвобождаемых при сгорании. Понимание механизмов разрушения поможет ученым смоделировать распространение таких облаков.