عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
صفيف محطة تحت الحمر في تريستان دا كونها ، المملكة المتحدة. | الائتمان: CTBTO/CC بواسطة 2.0
يدرس العلماء كيف يمكن أن تساعد المستشعرات المصممة للكشف عن الاختبارات النووية في تتبع خردة الفضاء والنيزئة في أكثر المناطق النائية في العالم.
في جميع أنحاء العالم ، تم تثبيت العشرات من أجهزة الكشف عن حساسية منذ بداية عصر الحرب الباردة لاكتشاف الموجات تحت الحمراء التي أنشأتها الاختبارات النووية على بعد آلاف الأميال. يشير INFRASOUND إلى موجات سليمة أقل بكثير من نطاق السمع البشري ، على غرار كيف يكون نطاق الأشعة تحت الحمراء من الضوء أقل بكثير من عتبة البصر البشري.
هذه الكاشفات ، وهي جزء من شبكة الكشف عن معاهدة معاهدة الاختبارات النووية الشاملة (CTBTO) ، تلتقط أيضًا دموع الرعد أو الطفرات بالموجات فوق الصوتية الناتجة عن قطع كبيرة من الصخور الفضائية أو حطام الفضاء تتفكك في جو الأرض.
يدرس الباحثون الآن كيف يمكن أن تساعد هذه المستشعرات في إعادة بناء مسارات إعادة إدخال حطام الفضاء ، وخاصة تلك التي تنهار في المناطق النائية حيث لا تتوفر الكاميرات البصرية والتلسكوبات الأكثر شيوعًا. وفقًا لأحد العلماء البارزين في مجال الدراسة هذا ، يمكن لهذه المستشعرات أن توفر مزايا فريدة على طرق أخرى لتتبع الكائنات التي تنخفض من الفضاء.
وقالت إليزابيث سيلبر ، عالمة في مختبرات سانديا الوطنية في الولايات المتحدة ، “إن ميزة استخدام شبكة مستشعرات الأشعة تحت الحمراء الإقليمية والعالمية لدراسة مسارات البوليدات وحطام الفضاء توفر تغطية في جميع أنحاء العالم بشكل مستمر ليلا ونهارا وفي جميع الظروف الجوية”.
وقال سيلبر ، المؤلف الرئيسي لدراسة جديدة تستكشف المزايا والقيود على طريقة الكشف هذه: “على عكس الملاحظات البصرية ، التي تتطلب سماء وظلمة واضحة ، أو أنظمة الرادار ، والتي لها نطاق محدود وتقيد جغرافيا ، يمكن أن تنشر الموجات تحت الجغرافية آلاف الكيلومترات مع الحد الأدنى من الإشارة”.
يمكن أن تساعد مستشعرات Undrasound هذه في تحديد مسار كائنات الفضاء المتساقطة باستخدام طريقة تُعرف باسم التثليث تقارن الإشارات التي يتلقاها مستشعران أو أكثر لإنشاء موقع المصدر.
Spacex Falcon 9 Rocket Debris يحترق فوق Ingersleben ، ألمانيا في 19 فبراير 2025. | الائتمان: بينيت ثيل
أراد الباحثون معرفة مدى دقة مثل هذه الحسابات التي يمكن أن تعتمد على الزاوية التي يدخل بها الكائن إلى الغلاف الجوي.
ووجدوا أنه على الرغم من أن مسارات الصخور الفضائية والخردة التي تقع في الغلاف الجوي بزوايا شديدة الانحدار من 60 درجة أو أكثر من السهل إعادة بناءها من القياسات تحت الحمر ، فإن الشيء نفسه لا ينطبق على الأشياء التي تحلق عبر الغلاف الجوي بزوايا ملوية.
وقال سيلبر: “إن الأحداث الحادة في الزاوية تودع طاقتها على طول شريحة رأسية قصيرة نسبيًا من الغلاف الجوي ، مما يجعلها تتصرف تقريبًا مثل انفجار المصدر النقطي”. “هذه الهندسة المدمجة تعني الأمواج الصوتية المنبعثة على طول مسارات متطابقة تقريبًا ، مما يؤدي إلى اتجاهات وصول ثابتة إلى مستشعرات تحت الحدود البعيدة.”
من ناحية أخرى ، فإن قطعًا من غير المرغوب فيها والنيزئة التي تدخل في زوايا ضحلة تولد بيانات مربكة عند قياسها بواسطة أجهزة الاستشعار تحت الحمر لأنها تنتج إشارات مسموعة على طول مسار مئات ، وحتى آلاف الكيلومترات.
“في محطات المراقبة البعيدة ، يمكن أن تهيمن إشارات من قطاعات مختلفة من هذا المسار الطويل ، مما يسبب تباينًا كبيرًا وعدم اليقين في اتجاهات الوصول المقاسة” ، أوضح سيلبر.
الحطام الناجم عن تفكك سبيس إكس ستارشيب هروب المرحلة العليا في جزر البهاما. | الائتمان: ستيفاني والديك ، تستخدم بإذن
على العكس من ذلك ، تميل الصور من الكاميرات والتلسكوبات ، إلى القيام بعمل جيد لإعادة بناء مسارات الأشياء التي تدخل في زوايا ضحلة تتخطى السماء مثل نجوم الرماية المذهلة. ومع ذلك ، فإن مثل هذه الأدوات غير متوفرة لمراقبة السماء فوق المناطق النائية للمحيطات في العالم حيث تحطم معظم غير المرغوب فيها والنيزئة على الأرض أو تحترق في الغلاف الجوي.
لهذا السبب يحاول العلماء معرفة ما إذا كانت مجموعات من أنواع مختلفة من القياسات يمكن أن توفر بيانات أكثر دقة. على سبيل المثال ، تقيد قيود القياسات تحت الحدود ، على قابلية استخدام هذه البيانات في معظم حالات إعادة إدخال الأقمار الصناعية ، والتي عادةً ما يتم توجيهها إلى الجو تدريجياً في زوايا ضحلة ، حسب سيلبر.
وقال سيلبر: “الأشياء التي تعود إلى مدار الأرض المنخفض (LEO) تفعل ذلك عمومًا بزوايا ضحلة للغاية”. “هذا لأن مداراتها تتحلل تدريجياً بسبب السحب في الغلاف الجوي ، مما تسبب لهم في الدوران مع مرور الوقت بدلاً من الانتهاك بشكل حاد.”
القصص ذات الصلة:
– ما مدى إعادة إدخال SPACEX الأقمار الصناعية لتلوث الغلاف الجوي للأرض؟
– شاهد Fiery Spacex Starship Flight 8 Dobris Rain فوق جزر البهاما (فيديو)
– Spacex Falcon 9 Rocket Debris يخلق كرة نارية مثيرة فوق أوروبا ، تحطمها في بولندا (فيديو)
تدخل معظم النيازك ، أيضًا ، بزوايا أصغر من 60 درجة ، مع 45 درجة هي الزاوية الأكثر شيوعًا التي تضرب فيها صخور الفضاء الجو ، كما اعترف Silber. يحاول الباحثون فهم إلى أي مدى يمكن أن تساعد مستشعرات Undrasound في فهم مسارات هذه الكائنات وكيفية تحسين النتائج.
على الرغم من أن المستشعرات لا يمكن أن توفر تحذيرات متقدمة حول قطع صخور أو غير مرغوب فيها ، فإن العلماء حريصون على استخدام البيانات لمعرفة المزيد عن هذه الأحداث التي يحتمل أن تكون خطرة.
وقال سيلبر: “على الرغم من أن الكشف عن الأشعة تحت الحمراء لا يمكن أن يحقق تحذيرات في الوقت الفعلي ، إلا أنه يلعب دورًا أساسيًا في وصف الأحداث وتقييم الآثار المحتملة وتوجيهات الاستجابة وجهود الانتعاش”.
تم تقديم الدراسة في الجمعية العامة لاتحاد علوم الأرض الأوروبية في أبريل.