Οι επιστήμονες εντοπίζουν διαστημικά συντρίμμια στο φως της ημέρας, βοηθώντας τους δορυφόρους να «κοινωνήσουν απόσταση»
Έχει πολύ κόσμο εκεί πάνω! Η άμεση περιοχή γύρω από τη Γη είναι γεμάτη με διαστημικά σκουπίδια, με πρόσφατες εκτιμήσεις να υποδηλώνουν σχεδόν 4.000 τεχνητούς δορυφόρους σε τροχιά κοντά στη Γη, μόνο το ένα τρίτο των οποίων είναι επί του παρόντος σε λειτουργία. Αυτές οι μη επιχειρησιακές μονάδες υπόκεινται σε διαρροές, κατακερματισμό, ακόμη και εκρήξεις — σκουπίζοντας περαιτέρω την άμεση περιοχή γύρω από τον πλανήτη μας. Επιπλέον, υπάρχει ένας επιπλέον πληθυσμός περίπου 20.000 γνωστών διαστημικών αντικειμένων.
Εάν η ανθρωπότητα πρόκειται να συνεχίσει να εκμεταλλεύεται τον χώρο που περιβάλλει αμέσως τη Γη, πρέπει να ληφθούν μέτρα για την αποφυγή αυτών των διαστημικών συντριμμιών. Οι συγκρούσεις μεταξύ αυτών των διαστημικών σκουπιδιών και των λειτουργικών δορυφόρων δεν είναι μόνο δαπανηρές και επιζήμιες, αλλά δημιουργούν και περισσότερα συντρίμμια. Τώρα ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη που θα μπορούσε απλώς να βοηθήσει τους δορυφόρους να αποφύγουν απλώς τις συγκρούσεις.
Η ομάδα της Βέρνης είναι η πρώτη στον κόσμο που προσδιορίζει με επιτυχία την απόσταση από τη Γη έως ένα κομμάτι διαστημικών σκουπιδιών στο φως της ημέρας. Οι ερευνητές πραγματοποίησαν το επίτευγμα στις 24 Ιουνίου χρησιμοποιώντας ένα γεωδαιτικό λέιζερ που εκτοξεύτηκε από τον Ελβετικό Οπτικό Επίγειο Σταθμό και το Γεωδυναμικό Παρατηρητήριο Zimmerwald. Το επίτευγμα ανοίγει τη δυνατότητα εντοπισμού διαστημικών απορριμμάτων κατά τη διάρκεια της ημέρας, αυτό σημαίνει ότι πιθανές συγκρούσεις μεταξύ δορυφόρων και διαστημικών απορριμμάτων μπορούν να εντοπιστούν έγκαιρα και στρατηγικές μετριασμού, όπως ελιγμοί αποφυγής, μπορούν να εφαρμοστούν νωρίτερα.
Αποφυγή
Ο εντοπισμός διαστημικών απορριμμάτων κατά τη διάρκεια της ημέρας θα βοηθήσει στην πρόληψη γεγονότων όπως η σύγκρουση που συνέβη μεταξύ του επιχειρησιακού δορυφόρου επικοινωνιών Iridium 33 και του απαρχαιωμένου δορυφόρου επικοινωνιών Cosmos 2251 το 2009. Σε υψόμετρο 800 km πάνω από τη Σιβηρία δημιουργήθηκε η πρόσκρουση στα 11,7 km/s ένα σύννεφο με περισσότερα από 2000 κομμάτια συντριμμιών — το καθένα μεγαλύτερο από 10 cm σε διάμετρο. Μέσα σε λίγους μήνες, αυτό το σύννεφο συντριμμιών είχε εξαπλωθεί σε μια ευρεία περιοχή και από τότε αποτελεί απειλή για τους επιχειρησιακούς δορυφόρους.
Αλλά ένα θετικό προέκυψε από την εκδήλωση, έκανε τόσο τους επιστήμονες όσο και τους πολιτικούς να αφυπνιστούν για το γεγονός ότι το πρόβλημα των διαστημικών απορριμμάτων δεν μπορεί πλέον να αγνοηθεί.
Στην πραγματικότητα, ο κίνδυνος σύγκρουσης με διαστημικά σκουπίδια σε ορισμένες τροχιές γύρω από τη Γη είναι τόσο μεγάλος, που οι ελιγμοί αποφυγής είναι συνηθισμένοι. Μόνο η ESA λαμβάνει χιλιάδες προειδοποιήσεις σύγκρουσης για κάθε δορυφόρο του στόλου της ετησίως! Αυτό οδηγεί σε δορυφόρους που εκτελούν δεκάδες πράξεις υπεκφυγής κάθε χρόνο. Ωστόσο, είναι ζωτικής σημασίας να αξιολογήσετε με ακρίβεια πότε απαιτείται πραγματικά δράση αποφυγής, καθώς μπορεί να είναι δαπανηρή και χρονοβόρα για την εκτέλεσή τους.
Έτσι, εκτός από τη μείωση του κινδύνου σύγκρουσης, οι ημερήσιες παρατηρήσεις των διαστημικών απορριμμάτων θα μπορούσαν να σημαίνουν ότι αποφεύγεται η περιττή ενέργεια αποφυγής. Θα μπορούσε επίσης να υπάρχει ένα άλλο πλεονέκτημα στην έγκαιρη ανίχνευση συντριμμιών.
Πολλοί ερευνητές διερευνούν επί του παρόντος την πιθανότητα αποστολών για τον καθαρισμό των διαστημικών συντριμμιών. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η εργασία του Antônio Delson Conceição de Jesus και του Gabriel Luiz F. Santos, και οι δύο από το Κρατικό Πανεπιστήμιο της Feira de Santana, Bahia, Βραζιλία, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό EPJ Special Topics . Το ζευγάρι μοντελοποίησε τους πολύπλοκους ελιγμούς του ραντεβού που θα απαιτούνταν για να έρθει σε επαφή ένα «ρυμουλκό όχημα» με διαστημικά σκουπίδια. Η καλύτερη τοποθέτηση των συστάδων συντριμμιών θα μπορούσε να βοηθήσει σημαντικά αυτές τις προσπάθειες.
Διασκέδαση με λέιζερ
Επί του παρόντος, η θέση των διαστημικών απορριμμάτων μπορεί να εκτιμηθεί μόνο με ακρίβεια περίπου μερικών εκατοντάδων μέτρων, αλλά η ομάδα από τη Βέρνη πιστεύει ότι χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δορυφορικής εμβέλειας λέιζερ που χρησιμοποίησαν για να κάνουν τη μέτρηση του φωτός της ημέρας, αυτό το περιθώριο σφάλματος μπορεί να μειωθεί σε λίγα μόλις μέτρα, μια τεράστια βελτίωση στην ακρίβεια.
Παρά το γεγονός ότι παρέχουν πιο ακριβείς μετρήσεις, τα συστήματα γεωδαιτικών λέιζερ όπως αυτό στο παρατηρητήριο Zimmerwald που χρησιμοποιούν οι ερευνητές είναι στην πραγματικότητα τουλάχιστον μία τάξη μεγέθους λιγότερο ισχυρά από τα εξειδικευμένα λέιζερ διαστημικών απορριμμάτων. Επιπλέον, η ανίχνευση μεμονωμένων φωτονίων που αντανακλώνται διάχυτα από τα διαστημικά συντρίμμια μέσα στη θάλασσα των φωτονίων του φωτός της ημέρας δεν είναι μέτριο επίτευγμα.
Αυτά τα προβλήματα ξεπεράστηκαν με τη χρήση μιας εξαιρετικά ευαίσθητης επιστημονικής κάμερας CMOS με επεξεργασία εικόνας σε πραγματικό χρόνο για την ενεργή παρακολούθηση των σκουπιδιών του διαστήματος και ενός ψηφιακού φίλτρου σε πραγματικό χρόνο για την ανίχνευση των φωτονίων που ανακλώνται από το αντικείμενο.
