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ソニックブームと地震波は宇宙ゴミの墜落場所を明らかにする

超音速で地球に帰還する宇宙ゴミの大きな塊は人工流星のようなもので、地面に激突する前に大気を揺るがすソニックブームを発します。ジョンズ・ホプキンス大学の惑星地震学者ベンジャミン・フェルナンドは、2024年4月2日の夜、南カリフォルニア上空で予期せぬ不気味な花火大会の映像を見た後、この現象に着想を得た。探査機の一部が極超音速で制御不能に大気圏に突入し、その後白熱流に分裂した。この大混乱は、2022年に3人の宇宙飛行士を中国の天宮宇宙ステーションに運ぶミッションによって引き起こされた。宇宙飛行中、神舟15号宇宙船は3,300ポンドの軌道モジュールを放出した。このモジュールは大気圏に再突入するように設計されていませんでしたが、軌道の崩壊により誤ってモジュールが地球に帰還してしまいました。悲劇は、まったくの幸運によって回避されました。宇宙ゴミの再突入は多くの場合、「あまりにも速く移動するため、それに対してできることはあまり多くない」とフェルナンド博士は言う。モジュールが無計画に大気圏に突入し、もしそれが空中の飛行機や地上の人々に衝突していたら、死者が出ていただろう。宇宙ゴミの落下を避けるよう人々に警告するのは至難の業だ。しかし、フェルナンド博士のチームは、主に地震を検出するように設計された地震計のおかげで、物体が大気圏に再突入する際の軌道を正確に計画し、生き残った破片が落下した可能性のある場所を絞り込むことが可能であることを示した。今週の木曜日にサイエンス誌に掲載された研究で、研究者らはカリフォルニア中のセンサーが神舟15号モジュールの崩壊によるソニックブームを記録したことを示した。このデータにより、研究者らは宇宙船の部品がいつどのように壊れたのか、破片がどの方向に飛んだのかを確認することができました。スペースデブリは有毒、可燃性、または放射性物質である可能性があるため、人々が遭遇する前に素早く発見できれば命を救うことができます。 「この研究は非常に有益です」と、この新しい研究には関与していないサスカチュワン州レジーナ大学の天文学者サマンサ・ローラーは語った。神舟15号事故や将来の再突入イベントの「破片を誰かが見つけに行くことができれば、それが本当の試練になるだろう」と彼女は付け加えた。そして、ロケットの打ち上げや衛星の配備がより頻繁になるにつれて、再突入イベントはより一般的になってきています。 「昨年の最初の数か月は、毎日最大 4 機か 5 機の宇宙船が大気圏に再突入しました」とフェルナンド博士は言いましたが、その大半はスペース X 社のスターリンク衛星でした。その破片が最近カナダの農場に衝突した。スペースデトリタスがどこに行き着くのかを見つけるのは面倒です。米国宇宙軍は大気圏再突入経路の予測を試みているが、大気中を物体が乱流で移動するため、これらの計算が狂う可能性がある。つまり、危険物質が見つかったとしても、その発見に数週間かかる可能性がある。フェルナンド博士は、地震計がこの難問を解決できると考えています。このツールは地殻変動の地震波を拾うように準備されていますが、ハリケーン、雪崩、巨大津波の轟音を検出することもできます。また、隕石の空中破壊も記録されており、その音波が地面に衝突して地震活動が引き起こされます。宇宙船の部品が再突入した場合の音響効果は、それほど似ていません。神舟-15モジュール自体のソニックブームは、南カリフォルニア地震ネットワークの124台の機器とネバダ州の1つの観測点によって検出されました。そして、新しい研究の著者らは、それぞれの地震のスパゲッティを解きほぐすことで、モジュールの最終航海を再構築した。モジュールは大気圏に突入し、音速の最大 30 倍の速度で移動し、強力なソニック ブームを発生させました。これは、モジュールが直ちにまたは壊滅的に断片化したわけではないことを示しています。その直後、複数のソニックブームが検出され、急速な一連の断片化イベントが発生したことを示しました。「私たちが経験しているこの種の連鎖的な失敗は、ある意味で最悪のシナリオです」とフェルナンド博士は語った。それは、断片化パターンが多少ずらしていると、燃料タンクなどのより頑丈な宇宙船の部分が無傷で地上に到達する可能性が高くなるためです。現在までにそのような破片は見つかっていない。しかし、もし誰かが注目するとしたら、研究チームの分析は、ラスベガス近くのカリフォルニアとネバダの境界地域にパッチを適用するのが得策であることを示唆しています。著者らは、次回大空から大きなゴミが落ちたときに、自分たちの方法を導入したいと考えている。しかし、たとえこの技術が地上の危険な破片を回収するのに役立つとしても、衝突前に人々に警告するために何ができるかはまだ明らかではない。「ありがたいことに、まだ誰も亡くなっていません」とフェルナンド博士は語った。 「しかし、それは時間の問題です。」 #ソニックブームと地震波は宇宙ゴミの墜落場所を明らかにする