صدای برخورد زباله‌های فضایی حتی در زمین هم شنیده می‌شود!

صدای برخورد زباله‌های فضایی با یکدیگر می‌تواند به محققان کمک کند تا ابرهای در حال رشد زباله‌های مداری را بررسی کنند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، ‌ یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که برخوردهای مداری باعث می‌شود که قطعات کوچک زباله فضایی سیگنال‌هایی منتشر کنند که می‌توان آنها را از روی زمین شناسایی کرد.

زباله‌های فضایی یک مشکل رو به رشد به حساب می‌آیند. به گفته آژانس فضایی اروپا(ESA) تا ماه نوامبر سال ۲۰۲۳، شبکه‌های نظارت فضایی جهان حدود ۳۵ هزار و ۶۱۰ قطعه زباله فضایی بزرگ‌تر از چهار اینچ(۱۰ سانتی متر) را ردیابی کرده‌اند. این زباله‌ها متشکل از ماهواره‌های قدیمی، مراحل استفاده شده موشک‌ها و قطعاتی هستند که در برخوردها و انفجارهای مداری ایجاد می‌شوند.

با این حال، این زباله‌های ردیابی شده تنها نوک کوه یخ به حساب می‌آیند. اعتقاد بر این است که حدود یک میلیون قطعه بین ۰.۴ اینچ تا چهار اینچ(یک تا ۱۰ سانتی متر) با سرعت بسیار زیاد به دور زمین می‌چرخند. بر اساس گزارش آژانس فضایی اروپا، تعداد تخمینی قطعاتی که در مدار قرار دارند و کوچک‌تر از یک سانتی‌متر هستند، ۱۳۰ میلیون است. این قطعات عمدتا برای روش‌های کنونی ردیابی زباله‌ها، مانند رادارهای زمینی و تلسکوپ‌های نوری نامرئی هستند. با این حال، آنها به اندازه‌ای قدرت دارند که در صورت برخورد با ماهواره‌ها آنها را از بین ببرند یا به آن‌ها آسیب جدی وارد کنند.

روش جدیدی که توسط محققان دانشگاه میشیگان ابداع شده است ممکن است به حل این مشکل کمک کند.

محققان با استفاده از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای دریافتند که وقتی دو جسم با سرعت‌های مداری به هم برخورد می‌کنند انفجارهای الکتریکی تولید می‌کنند که می‌تواند توسط تلسکوپ‌های رادیویی زمینی مشاهده شود.

سرعت مداری به سرعت‌های عظیمی که می‌توانند به ۲۰ هزار مایل در ساعت(۳۰ کیلومتر در ساعت) نزدیک شوند گفته می‌شود.

فضا بسیار بزرگ است، بنابراین حتی با وجود همه شلوغی‌ها، موارد مختلف اغلب با هم برخورد نمی‌کنند. اما هنگامی که در هم کوبیده می‌شوند، قطعات کوچکی که به وجود می‌آیند بار الکتریکی ایجاد می‌کنند. هرگاه دو قطعه از این قطعات باردار به یکدیگر نزدیک شوند، جرقه‌های قابل تشخیصی از خود منتشر می‌کنند. محققان این اثر را با الکتریسیته ساکن تولید شده از مالش انواع خاصی از مواد به یکدیگر مقایسه می‌کنند.

آن‌ها اذعان دارند که این سیگنال‌ها کوتاه مدت و نسبتا ضعیف هستند. با این حال، تصور می‌کنند که با کمی فعالیت بیشتر می‌توان از این سیگنال‌ها برای ردیابی تکه‌های ریز و نامرئی و در عین حال خطرناک فضایی که در اطراف سیاره ما حرکت می‌کنند، استفاده کرد.

نیلتون رنو(Nilton Renno)، استاد آب و هوا، علوم فضایی و مهندسی هوافضا در دانشگاه میشیگان و محقق اصلی این تحقیقات جدید، می‌گوید: در حال حاضر، ما زباله‌های فضایی را با جستجوی اجسامی که نور یا سیگنال‌های راداری را منعکس می‌کنند شناسایی می‌کنیم. هرچه اجسام کوچک‌تر می‌شوند، دریافت نور خورشید یا سیگنال‌های راداری برای شناسایی آنها از روی زمین سخت‌تر می‌شود.

مدل‌سازی این تیم نشان می‌دهد که ماهیت سیگنال ساطع شده توسط قطعات باردار به ماده‌ای که از آن ساخته شده‌اند و سرعتی که در آن برخورد اتفاق می‌افتد بستگی دارد.

تشخیص سیگنال‌های ضعیف‌تر ممکن است توسط نویز الکتریکی تولید شده توسط آنتن‌های تشخیصی پنهان شود. علاوه بر آن، سیگنال‌هایی که خیلی ضعیف هستند ممکن است نتوانند از جو زمین عبور کنند. اما محققان فکر می‌کنند که با این روش در نهایت می‌توان تکه‌های باقی مانده به کوچکی ۰.۰۴ اینچ(یک میلی‌متر) را شناسایی کرد.

این تیم قصد دارد شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای بیشتری انجام دهد و نتایج آنها را با سیگنال‌های واقعی اندازه‌گیری شده توسط شبکه فضایی عمیق ناسا که یک شبکه جهانی از آنتن‌ها است که به آژانس فضایی ایالات متحده کمک می‌کند تا با کاوشگرهای فضایی دوردست خود ارتباط برقرار کند، مقایسه کند.

آنها امیدوارند که ماهیت سیگنال‌ها در نهایت بتواند موارد بیشتری را در مورد تکه‌های زباله‌های ‌فضایی نشان دهد. محققان فکر می‌کنند که ممکن است بتوانند شکل و حالت یک قطعه را از اندازه گیری‌ها استنتاج کنند.

مجتبی اخوان تفتی دانشمند علوم فضایی می‌گوید: ما می‌خواهیم بدانیم که یک جرم فضایی سخت است یا نرم، زیرا بر نحوه گردش آن و میزان آسیب‌رسانی آن تأثیر می‌گذارد.

افزایش زباله‌های مداری یک نگرانی بزرگ برای جامعه فضایی است.

تعداد زباله‌های مداری در حال افزایش است، اما تعداد ماهواره‌های عملیاتی نیز افزایش می‌یابد. بنابراین احتمال برخوردهای ویرانگر بیشتر می‌شود.

محققان نگرانند که چند ضربه ناخوشایند مداری به وضعیتی خارج از کنترل به نام سندرم کسلر منجر شود. این سندرم که در اواخر دهه ۱۹۷۰ توسط فیزیکدان ناسا، دونالد کسلر پیش‌بینی شد، یک آبشار غیرقابل توقف از برخوردها است که در آن هر برخورد جدید قطعاتی را تولید می‌کند که اجرام دیگر را تهدید می‌کند. این سندرم تنها زمانی متوقف می‌شود که هیچ جسم بزرگی برای نابودی باقی نمانده باشد.