Столкновение космического мусора создает "шум", который может быть слышен с Земли

Новое исследование показало, что в результате столкновения на орбите крошечные кусочки космического мусора излучают сигналы, которые можно обнаружить с Земли.

Космический мусор — это растущая проблема. По данным Европейского космического агентства (ЕКА), на ноябрь 2023 года мировые сети космического наблюдения отслеживали около 35 610 фрагментов космического мусора размером более 10 сантиметров. Это старые спутники, отработанные ступени ракет и фрагменты, образовавшиеся в результате столкновений и взрывов на орбите.

Однако эти отслеженные объекты — лишь верхушка айсберга. Считается, что около миллиона фрагментов размером от 1 до 10 сантиметров вращаются вокруг Земли с огромной скоростью. По данным ЕКА, на орбите находится 130 миллионов фрагментов размером менее 1 см. Эти фрагменты в основном невидимы для современных методов отслеживания мусора, таких как наземные радары и оптические телескопы. Однако они обладают достаточной мощностью, чтобы уничтожить или серьезно повредить работающие спутники, если попадут в них.

Новый метод, разработанный исследователями из Мичиганского университета, может помочь решить эту проблему.

Используя компьютерное моделирование, исследователи обнаружили, что при столкновении двух объектов на орбитальных скоростях — огромных скоростях, которые могут приближаться к 30 000 км/ч, — они производят электрические всплески, которые могут быть замечены земными радиотелескопами.

Космос огромен, поэтому даже при всем его беспорядке столкновения происходят не так уж часто. Но когда происходит столкновение, образующиеся при этом крошечные фрагменты заряжаются электричеством. Когда два таких заряженных фрагмента приближаются друг к другу, они дают заметные искры. Исследователи сравнивают этот эффект со статическим электричеством, возникающим при трении некоторых видов материалов друг о друга, например, воздушного шарика о волосы.

Исследователи признают, что эти сигналы недолговечны и довольно слабы. Тем не менее они считают, что при некоторой доработке этот метод может помочь отслеживать пока невидимые, но опасные крошечные частицы космического мусора, которые летают вокруг нашей планеты.

"Сейчас мы обнаруживаем космический мусор, ища объекты, отражающие световые или радиолокационные сигналы", — говорит Нилтон Ренно, профессор климатологии, космических наук и аэрокосмической техники Мичиганского университета и главный исследователь нового исследования. "Чем меньше становятся объекты, тем сложнее получить солнечный свет или радиолокационные сигналы, достаточно сильные, чтобы обнаружить их с земли".

Работа команды по моделированию предполагает, что характер сигнала, излучаемого заряженными обломками, зависит от материала, из которого сделан объект, и скорости, на которой происходит столкновение. Обнаружение более слабых сигналов может быть затуманено электрическим шумом, создаваемым антеннами обнаружения. Кроме того, слишком слабые сигналы могут не пройти через атмосферу Земли. Однако исследователи считают, что в конечном итоге этот метод сможет обнаруживать обломки размером до 1 мм.