Специалист из лаборатории Sandia Labs, занимающийся отслеживанием угла входа объектов в земную атмосферу, показал возможность применения существующей сети датчиков на основе инфразвуковой технологии, предназначенных для выявления возможных испытаний ядерного оружия, для защиты планеты.
Использование данной технологии в новаторском виде может защитить от угроз из космоса, таких как оставленные аппараты, неисправные спутники и другой космический мусор, окружающий Землю.
С ростом количества опасных материалов, которые могут представлять угрозу при падении на Землю в ходе будущих миссий, дипломатические усилия по решению этой проблемы продолжаются. Инфразвуковая технология для определения места и времени возможного падения объектов может стать все более важной. Она также может защитить от природных объектов, например падающих метеоритов, или, возможно, от объектов, запущенных по наземной цели в будущей космической войне.
Инфразвуковые технологии для защиты Земли от небесных опасностей.
Ученый из Сандиа Лабораторий Элизабет Силбер в письме в редакцию New-science.ru рассказала о принципах работы инфразвуковой технологии, которая служит основой сети датчиков Организации по Договору о всеобъемлющем запрещении испытаний.
«Международная сеть издатчиков низкочастотной волны ОДВЗИ способна регистрировать малейшие изменения в атмосфере, такие как сигналы событий, расположенных за тысячи километров. », — пояснила Силбер. «Датчики отличаются высокой чувствительностью конструкции. Эффективность обеспечивается способностью регистрировать мельчайшие изменения атмосферного давления, вызванные удаленными импульсными источниками. ».
В письме Зильбер указала, что ее интерес вызван тем, что сеть ОДВЗИ и база данных Центра изучения околоземных объектов NASA (CNEOS) часто определяют различные места для болидов, или метеоров, взрывающихся при входе в атмосферу. База данных CNEOS NASA, которую Зильбер назвала «одним из важнейших существующих ресурсов» для изучения подобных явлений, содержит записи о примерно 1000 атмосферных явлениях, зафиксированных правительственными космическими датчиками США.
Используя разные технологии, две системы обработки данных вызвали интерес Зильбера: могут ли данные с датчиков инфразвуковой технологии содержать информацию, которая затрудняет работу сети NASA? Ученые из Sandia Labs полагают, что путь огненного шара через атмосферу и его угол входа могут объяснить несоответствия в показаниях.
«Неглубокие входы распространяются на большие расстояния и могут передавать звук с разных мест маршрута, из-за чего видимое направление сигнала может изменяться на несколько градусов. », — сказала Зильбер в интервью New-science.ru. «Лучшие входы значительно проще. ».
В пресс-релизе, объявляющем о проведении исследования, отмечается, что данные могут быть использованы для более точного определения мест возможных столкновений и окажут существенное влияние на защиту планеты.
«Невозможно подготовиться к чему-либо, если не знаешь направления движения. », — поясняется в пресс-релизе.
Предсказание пути падения небесных тел.
Зильбер создала компьютерную модель BIBEX-M, чтобы исследовать влияние различных траекторий входа в атмосферу на данные инфразвуковых систем. Эта адаптированная модель анализирует тонкие звуковые различия, зарегистрированные датчиками ОДВЗИ, для определения наиболее вероятного пути метеоров, фрагментов космического мусора или запланированных полетов по схожим вытянутым траекториям.
«Это понимание позволяет с большей точностью установить место событий и повысить эффективность глобального мониторинга. », — пояснила она.
Зильбер, опубликовав результаты исследования, указала, что объекты, входящие в атмосферу под углом более 60 градусов, с наибольшей вероятностью дадут разные координаты в зависимости от применяемых датчиков для их отслеживания. Инфразвуковые технологии, отслеживающие сигналы во времени, обладают уникальными возможностями для расчета углов входа и местоположения.
В ответ на вопрос о том, как заранее можно предупредить людей в потенциально опасных районах о применении инфразвуковой технологии, Зильбер указала, что время до входа в атмосферу сильно разнится. Например, учёный из Sandia Labs привела пример Челябинского астероида 2013 года: 18-метровое небесное тело осталось незамеченным до момента входа в атмосферу, так как приближался к Земле со стороны Солнца. В другом случае — огненный шар Риббека над Германией в 2024 году, обнаруженный Зильбер только за три часа до входа в атмосферу.
По словам Зильбер, в отличие от природных явлений, искусственные объекты, возвращающиеся на Землю после межпланетных полетов, имеют рассчитанные траектории, известные заблаговременно.
В качестве примеров успешных скоординированных кампаний по отслеживанию возвращения Зильбер привела миссии NASA Stardust и Genesis, а также миссии Японского космического агентства (JAXA) Hayabusa и Hayabusa2 по возвращению образцов. Также она упомянула атмосферное возвращение в 2023 году миссии NASA OSIRIS-Rex, когда датчики определяли точные координаты возвращения. На данный момент самым большим геофизическим наблюдением является масштабное мероприятие, использующее большое количество наземных и атмосферных приборов. », в том числе основанных на инфразвуковой технологии.
«Эти кампании дают шанс испытать и улучшить нашу способность обнаруживать объекты в безопасной среде. », — сказала Зильбер.
Прогрессивное отслеживание предметов новыми технологиями.
Хотя отслеживание мелких предметов остаётся самой трудной задачей для любых сенсорных систем, Зильбер отметила, что предсказание орбит некоторых из самых больших и опасных космических объектов может осуществляться на десятилетия вперёд. Также она заявила, что работа по совершенствованию раннего обнаружения мелких объектов продолжается.
Ответ на вопрос о возможных путях совершенствования системы защиты планеты помимо технологий инфразвуковой волны ОДВЗИ представил Зильбер, указав на ряд примеров.
«Это отличный вопрос!» — ответила она. «Глобальная наземная сеть по-прежнему важна для контроля за атмосферой, но всё больше внимания уделяется другим технологиям для укрепления глобальной защиты. ».
По словам Зильбер, платформы большой высоты, например стратосферные воздушные шары с инфразвуковыми датчиками, выглядят перспективными. Например, шары с инфразвуковыми датчиками на таких высотах зафиксировали четкие инфразвуковые сигналы при входе OSIRIS-Rex в атмосферу. Этот успех, подчеркнул ученый, продемонстрировал потенциал технологии для наблюдения за явлениями в атмосфере большой высоты. с замечательной чувствительностью».
Зilber отметила, что наилучшим источником информации о планах совершенствования инфразвуковой системы ОДВЗИ является организация, ответственная за эксплуатацию и обслуживание датчиков. Тем не менее, по ее словам, система проходит регулярное техническое обслуживание. Любые комплексные системы международного наблюдения. Дальнейшие успехи в области исследования и обработки сигналов могут повысить эффективность систем, применяющих инфразвук.
Ученый из Sandia Labs утверждает, что ее результаты важны, потому что впервые количественно определяют разницу между показаниями датчиков, которые можно отнести к траектории движения любого приближающегося объекта. Она также говорит, что эта работа предлагает исследователям, изучающим планетарную оборону, новый инструмент для защиты от космического мусора путем сканирования инфразвуковых сигналов. на расстояниях до 15 000 километров».
«Исследования свидетельствуют о том, что для огненных шаров с небольшим радиусом воздействия принятое умозаключение о единичном точечном источнике может быть неверным и на значительном удалении. », — сказала Зильбе. «Это оказывает существенное влияние на толкование инфразвуковых данных, собранных как с природных огненных шаров, так и при повторных входах космического мусора. В результате будет обеспечена более точная локализация событий и улучшен глобальный мониторинг. ».