هزاران شیء ساخته دست بشر که دیگر مورد استفاده نیستند، همچنان در مدار زمین باقی ماندهاند و زمانی که قطعاتی از این زبالههای فضایی به سطح زمین بازمیگردند، میتوانند خطرات واقعی برای انسانها ایجاد کنند. برای شناسایی بهتر محل احتمالی فرود این بقایا، یکی از دانشمندان دانشگاه جانز هاپکینز به توسعه رویکرد جدیدی برای ردیابی کمک کرده است که از شبکههای موجود ابزارهای پایش زلزله استفاده میکند.
این روش بر پایه لرزهسنجهایی است که از پیش در سطح زمین پراکنده شدهاند. در مقایسه با سامانههای فعلی، این روش میتواند اطلاعات دقیقتری را تقریباً بهصورت آنی ارائه دهد—اطلاعاتی که میتواند روند یافتن و بازیابی بقایایی را که ممکن است سوخته، شکسته یا خطرناک باشند، تسریع کند.
بنجامین فرناندو، نویسنده اصلی این پژوهش و پژوهشگر فوقدکتری که زلزلهها را در زمین، مریخ و دیگر سیارات منظومه شمسی مطالعه میکند، گفت:
بازگشتها به جو زمین با دفعات بیشتری در حال رخ دادن هستند. سال گذشته، هر روز چندین ماهواره وارد جو زمین شدند و ما هیچ تأیید مستقلی درباره اینکه دقیقاً کجا وارد شدند، آیا به قطعات کوچکتر شکسته شدند، در جو سوختند یا به سطح زمین رسیدند، نداریم. این یک مشکل رو به رشد است و قرار است بدتر هم بشود.
نتایج این پژوهش در تاریخ ۲۲ ژانویه در مجله Science منتشر شده است.
استفاده از حسگرهای زلزله برای دنبال کردن فضاپیماهای در حال سقوط
فرناندو و همکارش کنستانتینوس کارالامبوس، پژوهشگر مؤسسه Imperial College London، این روش را با تحلیل بقایای فضاپیمای چینی Shenzhou-15 به نمایش گذاشتند. ماژول مداری این فضاپیما در تاریخ ۲ آوریل ۲۰۲۴ دوباره وارد جو زمین شد. به گفته پژوهشگران، این شیء با پهنایی حدود ۳.۵ فوت و وزنی بیش از ۱.۵ تُن، بهاندازهای بزرگ بود که میتوانست برای افراد روی زمین تهدیدآمیز باشد.
وقتی زبالههای فضایی وارد جو زمین میشوند، با سرعتی بیشتر از سرعت صوت حرکت میکنند. این موضوع باعث ایجاد انفجارهای صوتی یا امواج ضربهای میشود؛ مشابه آنچه جنگندهها تولید میکنند. هنگامی که این شیء با سرعت بهسوی زمین حرکت میکند، این امواج ضربهای ارتعاشاتی را در زمین ایجاد میکنند که لرزهسنجها را در مسیر فعال میسازد. با شناسایی اینکه کدام حسگرها و در چه زمانی فعال شدهاند، دانشمندان میتوانند مسیر حرکت زباله، جهت حرکت آن و محل احتمالی فرودش را تخمین بزنند.
بازسازی سرعت، ارتفاع و نقطه تجزیه
این تیم دادههای ۱۲۷ لرزهسنج در جنوب کالیفرنیا را تحلیل کرد تا سرعت و مسیر حرکت این ماژول را محاسبه کند. این بقایا با سرعتی معادل ماخ ۲۵ تا ۳۰ جو زمین را شکافتند و با سرعتی حدود ده برابر سریعترین هواپیماهای جت، به سمت شمالشرق و از بالای سانتا باربارا و لاسوگاس حرکت کردند.
شدت سیگنالهای لرزهای همچنین به پژوهشگران کمک کرد تا ارتفاع جسم و محل شکسته شدن آن را تخمین بزنند. آنها با استفاده از این اطلاعات در کنار دادههای مربوط به مسیر و سرعت، به این نتیجه رسیدند که این ماژول حدود ۲۵ مایل شمالتر از مسیری حرکت کرده است که فرماندهی فضایی ایالات متحده (U.S. Space Command) بر اساس اندازهگیریهای مداری پیش از ورود مجدد پیشبینی کرده بود.
نگرانیهای سلامت و محیطزیستی
زمانیکه بقایا در هنگام سقوط میسوزند، میتوانند ذرات سمی آزاد کنند که ساعتها در جو معلق باقی میمانند. سپس بادها میتوانند این ذرات را به مناطق دیگر منتقل کنند. پژوهشگران میگویند دانستن مسیر دقیق سقوط زبالههای فضایی، شناسایی مسیر حرکت این مواد و افرادی که ممکن است در معرض آنها قرار گیرند را آسانتر میکند.
ردیابی تقریباً آنی همچنین به مقامات اجازه میدهد بقایایی را که از سقوط جان سالم به در بردهاند، بسیار سریعتر بازیابی کنند. بازیابی سریع بهویژه اهمیت دارد، زیرا برخی از این اشیا میتوانند حاوی مواد خطرناک باشند.
فرناندو گفت:
در سال ۱۹۹۶، بقایای فضاپیمای روسی Mars 96 از مدار خارج شد. مردم فکر میکردند که این فضاپیما کاملاً سوخته است، اما منبع انرژی رادیواکتیوی آن سالم در اقیانوس فرود آمد. در آن زمان تلاشهایی برای ردیابی آن انجام شد، اما محل دقیقش هرگز تأیید نشد. اخیراً هم گروهی از دانشمندان پلوتونیوم مصنوعی را در یک یخچال طبیعی در شیلی پیدا کردند که معتقدند نشانهای از ترکیدن منبع انرژی در هنگام سقوط و آلوده شدن منطقه است. ما از داشتن ابزارهای ردیابی بیشتر سود میبریم، بهویژه در آن موارد نادری که بقایا حاوی مواد رادیواکتیو هستند.
بهبود پیشبینیهای مبتنی بر رادار
تا امروز، دانشمندان عمدتاً به رادار برای پایش اشیایی که در مدار پایین زمین دچار افت ارتفاع میشوند و پیشبینی محل ورود مجدد آنها به جو تکیه کردهاند. در برخی موارد، این پیشبینیها میتوانند تا هزاران مایل خطا داشته باشند. دادههای لرزهای میتوانند بهعنوان یک مکمل ارزشمند عمل کنند؛ زیرا زبالهها را پس از ورود به جو ردیابی کرده و مسیر واقعی پرواز آنها را آشکار میسازند.
فرناندو در پایان گفت:
اگر بخواهید کمک کنید، اینکه بتوانید محل سقوط را سریع تشخیص دهید اهمیت زیادی دارد—مثلاً در ۱۰۰ ثانیه بهجای ۱۰۰ روز. مهم است که تا حد امکان روشهای متنوعی برای ردیابی و شناسایی زبالههای فضایی توسعه دهیم.
منبع: Scitechdaily
