Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Учёные впервые измерили вращение мелкого космического мусора на геостационарной орбите
Учёные впервые использовали астрономический радиотелескоп для тщательного отслеживания мелкого космического мусора на геостационарной орбите, находящейся на высоте приблизительно 36 000 км. Специалисты зафиксировали обломок размером всего 66 см от разрушившегося телекоммуникационного спутника Intelsat 33e и вычислили, что этот фрагмент делает полный оборот вокруг своей оси за 15,6 секунды.
Коммерческий спутник Intelsat 33e, весивший 6,6 тонны, был запущен в 2016 году и разрушился 19 октября 2024 года на геостационарной орбите. Наземные службы мониторинга зафиксировали около 500 крупных обломков, однако, по оценкам Отдела космического мусора ESA, в результате инцидента образовалось примерно 16 000 частиц размером более 1 см. На высоте 36 000 км атмосфера практически отсутствует, поэтому неуправляемые осколки не сгорают и могут оставаться на орбите на протяжении тысяч лет, создавая опасность для действующих спутников.
Для обнаружения столь маленького объекта на таком расстоянии исследователи использовали бистатическую радиолокационную схему, при которой передатчик и приёмник находятся на значительном расстоянии друг от друга. Миллстоун-Хилл Лаборатория Линкольна Массачусетского технологического института (MIT) отправляла импульсы, а 76-метровый радиотелескоп Ловелла в обсерватории Джодрелл-Бэнк в Великобритании принимал отражённое эхо. Разделение передатчика и приёмника позволило снизить общий уровень шумов системы и значительно повысить её чувствительность без дополнительных затрат.
На расстоянии 36 000 км получение оптической фотографии обломка размером 50–60 см невозможно. Подобная обработка радиолокационного сигнала позволяет не только зафиксировать факт наличия космического мусора, но и мгновенно определить точные физические параметры каждого фрагмента — его скорость, ускорение и траекторию, что критично для предотвращения столкновений с действующими спутниками.
Изображение 3: Результат обработки реального радиолокационного сигнала показывает применение метода на практике во время обработки реальных данных в момент времени 182,8 секунды от начала измерения. График 3(a) — Фактический результат фильтрации принятого радиолокационного эха. Синий — отфильтрованный шум, два красных сгустка — реальные отражения от двух обломков спутника. Цветовая шкала справа показывает мощность сигнала в децибелах (dB). График 3(b) — Выделение объектов на этапе обработки данных. Алгоритм кластеризации автоматически выявил центральные точки из графика 3(a) и передал их точные координатные маркеры (бирюзовый и синий).
Источник: D. Cerutti-Maori, C. Carloni, I. Maouloud, S. Mouret, F. Rosebrock, V. Karamanavis, F. Schlichthaber, J. Schroer
Из-за огромного расстояния отражённый сигнал от обломка размером 66 см оказался очень слабым. По мере вращения обломка его грани отражали радиоволны с разной интенсивностью, создавая повторяющийся каждые 15,6 секунды паттерн изменений частоты и амплитуды. Объединив математические данные от множества отражений под разными углами, учёные составили профиль объекта по принципу работы медицинского компьютерного томографа, где вместо вращения сканера использовалось собственное вращение обломка.
Ранее для наблюдения за геостационарной орбитой в основном использовались оптические телескопы, однако радиолокационные измерения предлагают важные дополнительные параметры: точное расстояние, скорость и её изменение. Дополнительные наблюдения немецким космическим радаром TIRA (Tracking and Imaging Radar) в ноябре 2024 года также подтвердили способность радаров определять размеры и орбитальные параметры фрагментов облака Intelsat 33e размером 50–60 см, фиксируя до 5 объектов за 16 минут наблюдения.
Первые тестовые измерения фрагмента Intelsat 33e были осуществлены в феврале 2025 года, а расшифровка данных заняла продолжительное время. Однако к 2026 году методику удалось усовершенствовать для обработки сигналов в реальном времени. В будущем объединение телескопа Ловелла с другими радиотелескопами и станциями связи в единую сеть даст возможность быстро выявлять новые облака обломков, рассчитывать их точные орбиты и предупреждать операторов спутников о возможной опасности сближения.
Эксперимент продемонстрировал, что существующая научная инфраструктура для изучения галактик способна решать практические задачи защиты околоземного пространства. Применение бистатической радиолокации в сочетании с оптическими системами открывает возможность контроля ранее невидимого мелкого мусора на геостационарной орбите и предотвращения каскадных столкновений космических аппаратов.
ИсточникПоделись видео: