Kosminės šiukšlės į Žemės atmosferą grįžta vis dažniau, o mokslininkai pripažįsta – ši problema ne tik neišnyks, bet ateityje taps dar rimtesnė. Naujas tyrimas atskleidžia netikėtą, bet itin veiksmingą metodą, leidžiantį beveik realiuoju laiku nustatyti, kur ir kaip krenta iš orbitos iškritę objektai. Ir tam pasitelkiami… žemės drebėjimų matavimo prietaisai.
2024 m. balandžio 2 d. įspūdingas incidentas virš JAV tapo lūžio tašku. Daugiau nei 1,5 tonos sveriantis Kinijos kosminis modulis „Shenzhou-15“ į Žemės atmosferą įskriejo 25–30 kartų didesniu greičiu nei garso greitis. Ugnies kamuolys praskriejo virš Kalifornijos, netoli Santa Barbaros ir Las Vegaso, dešimt kartų greičiau nei greičiausias reaktyvinis lėktuvas. Tačiau didžiausia staigmena laukė ne danguje, o ant žemės.
Net 127 Pietų Kalifornijoje įrengti seismometrai užfiksavo šio objekto judėjimą. Tai leido Johnso Hopkinso universiteto tyrėjams pirmą kartą pademonstruoti, kad kosmines šiukšles galima sekti ne tik radarais, bet ir fiksuojant jų sukeliamas vibracijas Žemės paviršiuje.
„Sugrįžimo į atmosferą atvejai tampa kasdienybe. Praėjusiais metais į mūsų atmosferą beveik kasdien grįždavo keli palydovai, tačiau mes neturime nepriklausomo patvirtinimo, kas su jais nutiko – ar jie sudegė, ar subyrėjo, ar pasiekė Žemę“, – aiškina tyrimo autorius, Johnso Hopkinso universiteto mokslininkas Benjaminas Fernando. Jo vertinimu, tai jau ne pavieniai incidentai, o auganti sisteminė problema.
Palydovų – vis daugiau, šiukšlių – dar sparčiau
Kosmoso sektorius išgyvena tikrą bumą. Aplink Žemę kasmet paleidžiami tūkstančiai naujų palydovų, planuojami milžiniški palydovų žvaigždynai, o kartu su jais neišvengiamai daugėja ir gedimų. Sugedę ar tarnybą baigę objektai anksčiau ar vėliau grįžta į atmosferą.
Iki šiol institucijos rėmėsi radarų duomenimis, kad prognozuotų, kur objektas pateks į atmosferą. Tačiau, kaip pabrėžia mokslininkai žurnale „Science“ publikuotame tyrime, tokios prognozės gali klysti net tūkstančiais kilometrų. Kitaip tariant, reali kritimo vieta gali būti visiškai kitur, nei manyta iš anksto.
Garso sprogimai, kurie „išduoda“ šiukšles
Naujasis metodas remiasi paprastu, bet iki šiol nepakankamai išnaudotu fizikos reiškiniu. Kosminės šiukšlės, skriedamos atmosfera viršgarsiniu greičiu, sukuria smūgines bangas – garsinius sprogimus, panašius į tuos, kuriuos sukelia naikintuvai. Šios bangos pasiekia žemę ir sukelia vibracijas, kurias fiksuoja seismometrai.
Pažymėję, kurie prietaisai ir kada sureagavo, tyrėjai gali atkurti objekto skrydžio trajektoriją, nustatyti jo kryptį, aukštį ir net vietą, kurioje jis subyrėjo į fragmentus. Analizuodami „Shenzhou-15“ atvejį, mokslininkai nustatė, kad modulis skrido maždaug 40 kilometrų į šiaurę nuo JAV kosmoso vadovybės prognozuotos trajektorijos.
Kodėl tai pavojinga ne tik teoriškai
Tikslus kritimo vietos nustatymas yra itin svarbus ne vien dėl fizinės žalos rizikos. Krintančios kosminės šiukšlės gali išskirti toksiškas daleles, kurios atmosferoje išsilaiko valandas ir dėl oro sąlygų pasklinda į kitus regionus. Turint tikslią trajektoriją, galima įvertinti, kur šios dalelės gali nusėsti ir kam jos kelia pavojų.
Situacija tampa dar grėsmingesnė, kai kalbama apie radioaktyvias medžiagas. Fernando primena 1996 m. Rusijos erdvėlaivio „Mars-96“ atvejį. Tuo metu manyta, kad jo nuolaužos sudegė atmosferoje, o radioaktyvus energijos šaltinis saugiai nukrito į vandenyną. Tačiau po daugelio metų Čilės ledyne aptiktas dirbtinis plutonis parodė, kad nuolaužos subyrėjo ir užteršė aplinką.
„Jei norime reaguoti ir apsaugoti žmones, milžiniškas skirtumas, ar sužinome kritimo vietą per 100 sekundžių, ar tik po 100 dienų“, – pabrėžia mokslininkas.
Kosminių šiukšlių problema tik augs
Šiuo metu stebima dešimtys tūkstančių didesnių kosminių objektų ir šimtai milijonų mažesnių fragmentų. Dėl augančio palydovų skaičiaus šiukšlių kiekis orbitoje tik didės, o kartu dažnės ir jų grįžimas į atmosferą.
Naujasis metodas, paremtas seismometrų duomenimis, suteikia papildomą saugumo sluoksnį ir leidžia panaudoti jau egzistuojančią infrastruktūrą. Mokslininkai atvirai pripažįsta – tai nėra galutinis sprendimas, tačiau tai svarbus žingsnis link realesnio, tikslesnio ir greitesnio kosminių šiukšlių sekimo pasaulyje, kuriame jų tik daugės.
