A becslések szerint naponta átlagosan legalább három nagy űrszemétdarab – elhasznált műhold és rakétafokozat – hullik vissza a Földre.
Ennek ellenére a kutatóknak csak nagyon korlátozott ismereteik vannak arról, hogy mi történik ezekkel a tárgyakkal a légkörben. Kevés az információ arról, hogy pontosan hol érnek földet a potenciálisan veszélyes törmelékdarabok, amelyek egyben maradnak a légkörben való zuhanás és felforrósodás után is. Egy új módszer, amely a földrengés-érzékelők adatainak elemzésén alapul, akár valós idejű információkat szolgáltathat a becsapódó törmelékdarabok hollétéről. A témáról szóló tanulmány nemrég a Science folyóirat hasábjain látott napvilágot.
A szerzők a kínai Sencsou-15 (Shenzhou-15) űrhajó orbitális moduljának 2024. áprilisi visszatérésekor 127, Kalifornia-szerte elhelyezett földrengés-érzékelő adatait elemezték, hogy követhessék a jelenség által keltett légköri lökéshullámok terjedését. (A Sencsou-15 három űrhajósa a szóban forgó orbitális modulról levált visszatérő kabinban annak rendje és módja szerint épségben landolt a Góbi-sivatagban, még 2023 júniusában.)
2022 novemberében Spanyolország és Franciaország 40 percre lezárta légterének egy részét, mivel egy kínai rakéta óriási darabja az előrejelzések szerint Dél-Európában zuhanhatott le. A légtérzár több száz járatot érintett és költségei eurómilliókban voltak kifejezhetők. A rakétafokozat végül a bolygó másik felén, a Csendes-óceán felett lépett be a légkörbe. Az incidens jól mutatta, hogy a jelenleg milyen keveset tudunk a pályáról visszatérő objektumok viselkedéséről. Az új módszer, amelyet a Johns Hopkins Egyetem és a londoni Imperial College kutatói fejlesztettek ki, segíthet abban, hogy a jövőben jobban kezeljük a problémát.
Jelenleg jellemzően radarok és optikai teleszkópok globális hálózatának mérései alapján jósolják meg a nagyobb űrszemétdarabok visszatérésének útvonalát, a megközelítés azonban korlátokkal rendelkezik. A radaros és optikai követés addig ugyanis jól működik, amíg az objektum még alacsony Föld körüli pályán van. De amint néhány száz km-es magasság alá kerülünk, a légkörrel való kölcsönhatásuk miatt további mozgásuk meglehetősen bizonytalanná válik, és általában nem lehet jól megbecsülni, hogy a törmelék hol fog visszatérni.
A földi radarok ráadásul nincsenek sűrűn telepítve, így nehezen tudják nyomon követni a visszatérő űrobjektum szétesését. Ráadásul a mérések nem állnak azonnal mindenki számára elérhetővé, akinek szüksége lehet rájuk. Ezzel szemben a civilizált világ nagy részeit sűrűn borítják a földrengések észlelését végző szeizmikus érzékelők, és ezek a mérések többnyire nyilvánosan elérhetők online. A bolygónk belsejéből kiinduló rengések mellett ezek az érzékelők robbanásokat, a forgalom okozta rezgéseket és még az óceánokban élő bálnák hangjait is érzékelik. Miért ne tehetnék ugyanezt a légkörbe zuhanó űrtörmelék által keltett hullámokkal?
A Sencsou-15 használaton kívüli, kb. másfél tonna tömegű orbitális egysége 41,4°-os hajlásszögű, egyre alacsonyabban húzódó pályán keringett, mígnem elérkezett a légkörbe lépésnek ideje. A pályahajlás értéke azt jelenti, hogy rendszeresen elrepült mind a hat lakott földrész több nagy népsűrűségű helye felett, az észak és déli 41,4°-os szélességi körök között. Az akkori előrejelzések a Csendes-óceán déli részét vagy az Atlanti-óceán északi részét számították ki a lehetséges beérkezési helyének, de mindkét jóslat tévesnek bizonyult.
A kutatók a kaliforniai földrengésjelző állomások méréseink feldolgozása alapján megállapították, hogy a légkörben akár 30-szoros hangsebességgel száguldó modul egyes, a zuhanást esetlegesen átvészelő darabjai valahol Bakersfield (Kalifornia) és Las Vegas (Nevada) között zuhantak le. Mintegy 50 millió ember él a szóban forgó térségben, ezért akár bajt is okozhatott volna egy ilyen leeső darab (szerencsére a jelek szerint ilyen nem volt, vagy legalábbis lakott települést nem ért).
A földrengés-érzékelő adatai természetesen nem tudják megjósolni, hogy egy űrszemét hol fog lezuhanni, viszont segíthetnek a becsapódási helyszínek pontos azonosításában, lehetővé téve a szakemberek számára, hogy begyűjtsék azokat az esetlegesen mérgező törmelékeket, amelyek veszélyt jelenthetnek a környezetre. Emlékezetes az az 1978-as incidenst, amikor egy visszazuhanó orosz katonai műhold (Kozmosz-954) a fedélzeti atomreaktorából származó radioaktív anyagot Kanada északi területei felett szórta szét. A sugárzó szemét nagy részét soha nem találták meg.
Az új követési módszer segíthet megválaszolni azt a nagy kérdést is, hogy valójában mennyi űrszemét éri el a Föld felszínét. A SpaceX például azt állítja, hogy a Starlink internetszolgáltató műholdseregének tagjai teljesen elizzanak a légkörben. De vannak szakértők, akik ezt megkérdőjelezik, azt állítva, hogy egyes strapabíró alkatrészek, mint például az üzemanyagtartályok és az akkumulátorok, túlélhetik a zuhanást. Ha jobban megértjük, hogyan égnek el teljesen a műholdak a légkörben, a szakértők jobban fel tudják mérni, hogy ezek a tárgyak milyen kockázatot jelentenek a Földön élő emberekre és a vagyontárgyaikra, valamint a levegőben közlekedő repülőgépekre nézve.
A jelek szerint az Egyesült Államokban található szeizmikus hálózat mérései alkalmasak a nagyobb űrtörmelék okozta hangrobbanások detektálására, ami lehetővé teszi a pálya, a sebesség és a süllyedési szög kiszámítását, valamint a szétesési folyamat egy részének jellemzését is. Így jobban megérthető, hogyan lép kölcsönhatásba az objektum a légkörrel, és hogy elérik-e a felszínt a törmelékdarabok. A tanulmányban használt szeizmikus érzékelők mellett az akusztikus mérőhálózat állomásainak adatait bevonva feltehetően növelhetőé lesz a módszer hatóköre. Az infrahangdetektorok állítólag még Alaszkában is képesek érzékelni a SpaceX Starship/Super Heavy óriásrakéta-rendszerének texasi indítását, így akár a nyílt óceán felett történő eseményekről is informálhatnak. Ott természetesen nem telepíthető szeizmikus adatokat szolgáltató állomások.
Kapcsolódó link:
Earthquake sensors can track space junk that crashes back to Earth (Space.com)
