Ученые из Европейского космического агентства (ESA) придумали новый способ использования лазеров для отслеживания постоянного потока космического мусора даже днем.
Эксперты использовали специальные телескопы, детекторы и светофильтры, и настроили инструменты на определенные длины волн. Ученым удалось увеличить контраст между небом и небесными объектами, которые освещает лазер, настолько, чтобы мусор был виден в любое время.
На орбите Земли постоянно находится около 2 тыс. активных и 3 тыс. неактивных спутников и около миллиона обломков диаметром более сантиметра. Вероятность столкновения невелика, так как маленький мусор не может пройти через все слои атмосферы. Однако каждый такой объект летит вокруг Земли с гиперзвуковой скоростью, и маленький обломок при падении может нанести такой же урон, как и пуля из мощной винтовки.
Космические агентства мира хотят зафиксировать космический мусор с целью однажды убрать беспорядок на орбите, а также, чтобы избежать повреждения космических кораблей.
Ученые используют лазерную локацию спутников (SLR) для точного определения и отслеживания мусора путем измерения времени, которое требуется световому импульсу, чтобы поразить спутники и вернуться на Землю.
Метод был впервые применен в 1964 году, после запуска спутника Beacon-B. Год спустя астрономы обнаружили спутник с точностью до нескольких метров. С тех пор технология развивалась, и теперь лазерные импульсы длительностью всего пикосекунды позволяют отслеживать спутники с точностью до миллиметра.
Однако, SLR нуждается в специальном отражателе, чтобы вернуть импульс лазера обратно на Земную станцию. У большинства обломков нет ничего подобного, поэтому станциям приходится ждать определенного времени, чтобы стрелять лазерами по предполагаемым обломкам. Это происходит в течение нескольких минут, когда обломки кружат над Землей, пока та находится в свете солнца, а SLR-станция находится в темноте.
Отслеживание невозможно в дневное время, или если объект попадает в тень Земли. Новая технология лазерных лучей ESA может это изменить. Для отслеживания дневного света телескопы, оснащенные специальными светофильтрами и детекторами фотонов, могут настолько изменять контраст дневного неба, что становятся видны спутники и даже тусклые звезды.
Когда предполагаемый фрагмент обломков находится под углом более 15°, его улавливает 20-сантиметровый отслеживающий телескоп, установленный на станции SLR. Используя специальное программное обеспечение, телескоп SLR может компенсировать различные отклонения и отслеживать объект по отраженной лазерной сигнатуре. Система собирает достаточно данных для точного предсказания движения объектов.
С помощью технологии астрономы смогли наблюдать 40 обломков и звезд в полдень, когда объекты невозможно увидеть невооруженным глазом. Текст, описывающий новую технологию был опубликован в журнале Nature Communications.
На видео ниже показано распределение космического мусора на околоземной орбите.