地震計はスペースデブリが私たちに落ちてくる前にそれを追い出すことを「学習」する

重要なのは、空が文字通り私たちに降り注いでいるという事実にもかかわらず、これまで私たちはそのことに十分に気づいていなかったことです。そしてこれは、部分的には、古代の衛星や宇宙船の破片がどこに落ちるかを正確に知ることがほとんどできていないという事実によるものです。しかし、それはただ変わりました。

宇宙のゴミ捨て場

誰もがそれを知っています。地球の軌道は、 部品ダンプ 高速で飛行するあらゆるタイプ。単純なネジから死んだ衛星や放棄されたロケットステージに至るまで、何千もの人工物体が私たちの頭上で回転し、私たちが「宇宙ゴミ」と呼ぶようになったものです。しかし、遅かれ早かれ、重力はそれ自体のものを主張することになり、これらの物体は大気圏に再突入します。そして、彼らがそうするとき、最も重要な瞬間に、私たちは彼らを見失ってしまうことが多いことがわかりました。

しかし、新しい研究が『』に発表されたばかりだ。科学』はこの危険なゲームのルールを変える可能性がある。ジョンズ・ホプキンス大学の惑星地震学者ベンジャミン・フェルナンドの指導の下、国際研究チームは、私たちがすでに持っている技術を再利用する独創的な方法、つまり惑星の地質パルスを監視する地震計を発見した。プレートの轟音を聞くように設計されたこれらの機械は、落下する宇宙ゴミの「叫び声」を聞く能力も持っていることが判明した。

極超音速ブーム

宇宙ゴミの一部が地球に向かって突進するとき、それは木の葉のように穏やかに落ちません。音速の壁をはるかに超える猛スピードで侵入します。したがって、それは、ジェット機の有名な「ソニックブーム」である衝撃波を発生させる激しい動きです。それは戦闘機が通過するときに起こることと似ていますが、はるかに強力です。現代の戦闘機は音速（秒速 340 m）の 2.5 倍であるマッハ 2.5 で飛行できますが、スペースデブリはマッハ 30 でも大気圏に突入する可能性があります。

衝撃波は空中にとどまらず、地面を振動させるのに十分な力で地面に衝突します。そこで、地震探知機が登場します。インペリアル・カレッジ・ロンドンのフェルナンドと同僚のコンスタンティノス・シャランブースは、これらの振動が世界中に設置されている地震計に記録できることに気づきました。

「再突入はますます頻繁に発生する – ベンジャミン・フェルナンド氏は説明する –。昨年、毎日複数の衛星が大気圏に突入しましたが、それらがどこに突入したか、粉々になったかどうか、大気圏で燃え尽きたかどうか、あるいは地上に到達したかどうかについて、独立した検証はありません。 「それは深刻化している問題であり、今後も悪化し続けるだろう。」

神舟15号の場合

彼らの理論を検証するために、研究者らはシミュレーションではなく、実際の最近の出来事に依存しました。彼らは、南カリフォルニアにある127台の地震計の密集したネットワークからのデータを使用して、中国の神舟15号宇宙船の残骸の軌道を再構築した。この船の軌道モジュールは 2024 年 4 月 2 日に地球の大気圏に再突入しましたが、それは小さな破片ではありませんでした。幅は 1 メートル以上、重さは 1.5 トン以上でした。そのような口径の物体は、居住地域に落下すると重大な損害を引き起こす可能性があります。

科学者らは、微小な地面の振動を分析することで、モジュールがサンタバーバラとラスベガスの上空を北東の空を横切るときの進路を「描く」ことができた。計算は驚くべきもので、物体はマッハ 25 からマッハ 30 の間で移動しており、これは世界最速の飛行機の約 10 倍の速度でした。

これまで、これらの宇宙の破片に関するデータを取得するには、これらの物体がどこに落ちるかを知るために、ほとんどもっぱらレーダーと米国宇宙軍からの予測に頼っていました。しかし、フェルナンド氏と彼のチームが地震データを公式の予測と比較したところ、顕著な矛盾があることが判明した。大気衝突の実際の「ノイズ」に基づいた彼らの計算では、モジュールの軌道は宇宙軍が軌道のみに基づいて予測した軌道よりも約 40 キロメートル北に位置しました。

この違いは地球規模で見ると小さいように思えるかもしれませんが、物体が砂漠の野原に落ちるか、都市の真ん中に落ちるかの違いになります。現在の予測システムには数千キロメートルもずれることもあり、物体が燃え始める瞬間に死角がある。一方、地震計は最後まで「聞き続け」ます。

マーズ96の幽霊

しかし、それは物理的な影響のリスクだけではありません。実際、スペースデブリは有毒であることが多く、燃焼すると有害な粒子の雲が放出され、大気中に浮遊したり、事故現場を汚染したりする可能性があります。フェルナンドは、多くの人が忘れているであろう歴史的な例、ロシアのマーズ 96 ミッションでこの危険性を説明します。

「1996年に – 研究者は説明する – ロシアの宇宙船マーズ96の残骸が地球に落下した。 「人々は自分たちが燃え尽きて、放射性エネルギー源がそのまま海に落ちたと思っていました。」

何年もの間、それが公式の話でした。しかし、現実はもっと悲惨なものでした。 「つい最近、科学者のグループがチリの氷河で人工プルトニウムを発見した。これは降下中にエネルギー源が開いてその地域が汚染された証拠だと考えている」とフェルナンドは続けた。

もし当時、フェルナンドと彼のチームが現在提案している技術を私たちが持っていたら、プルトニウムが海の底ではなくアンデスにあることがわかっていたでしょう。 「特に、瓦礫に放射性物質が含まれているまれな場合には、追加の監視ツールがあれば有益だったでしょう。」

時間との戦い

この研究は、 地球軌道の飽和度が低いこの現象は、宇宙を使用不能にする可能性のある一連の衝突を予測する、いわゆるケスラー症候群に関連していることが多い。 ESA (欧州宇宙機関) のような機関は軌道をきれいにする方法に取り組んでいますが、何がどこに落ちるかを知ることが防衛の第一線です。

新しい方法では、数百万ドル規模のインフラを構築する必要はありません。地震計のネットワークはすでに存在しており、1 日 24 時間地球の声を聞いています。私たちは彼らに上を向くように「教える」必要があるだけです。

フェルナンド自身も、緊急事態においては時は金なりであると結論づけています。「助けたいなら、どこに落ちたのかを素早く見つけることが重要です。たとえば、100 日ではなく 100 秒で。」

コン 何千もの衛星が打ち上げられる 毎年宇宙に行っているので、私たちに戻ってくるものを回避する方法、少なくとも位置を特定する方法を知ることは、もはや科学的な贅沢ではなく、安全の問題です。