Infradźwięki pomogą chronić Ziemię przed kosmicznymi śmieciami i meteoroidami

Naukowcy planują wykorzystać infradźwięki do śledzenia kosmicznych śmieci i meteoroidów spadających na Ziemię, ponieważ stają się one coraz większym zagrożeniem ponownie wchodzą w atmosferę z dużą prędkością.

.Nowe badania naukowców z European Geosciences Union wskazują, że sygnały infradźwiękowe mogą pomóc w śledzeniu obiektów spadających na Ziemię, z uwzględnieniem ich trajektorii, szczególnie w przypadku tych wchodzących pod ostrym kątem. Badanie miało służyć poprawieniu technik monitorowania w ramach obrony planetarnej i zarządzania odpadami kosmicznymi.

Jak tłumaczą astronomowie, każdego roku tysiące ton pyłu kosmicznego spada na Ziemię, do tego około 50 ton meteorytów rocznie rozbija się gdzieś na powierzchni planety. Od lat 60-tych XX wieku, kosmiczne śmieci również okazjonalnie powracają na Ziemię. Pozostałości rakiet, narzędzia zgubione przez astronautów podczas spacerów kosmicznych, niedziałające satelity i inne odpady przelatują przez niższą orbitę okołoziemską, osiągając prędkość 29 tysięcy kilometrów na godzinę.

Kiedy jakikolwiek obiekt – kosmiczna skała lub śmieć – wchodzi w atmosferę, naukowcy próbują prześledzić jego drogę, aby oszacować, gdzie się rozbije – czy spadnie prosto w dół, czy też będzie leciał pod kątem, zanim uderzy.

W nowym badaniu, astronomowie analizowali, w jaki sposób czujniki infradźwięków – instrumenty wykrywające dźwięki o niższych częstotliwościach niż ludzkie ucho może usłyszeć – mogą wykrywać bolidy. Są to jasne błyski i głośne dźwięki powstające w wyniku rozpadu dużych meteoroidów (okruchy skalne (mniejsze od planetoid) poruszające się po orbitach wokół Słońca) na niebie. Zdarzenia te uwalniają ogromne ilości energii, tworząc fale uderzeniowe, które rozchodzą się jako infradźwięki na tysiące kilometrów.

Jednak jak wskazują astronomowie, bolidy nie są jak eksplozje, które mają miejsce w jednym miejscu. Poruszają się, generując dźwięk, gdy przemieszczają się po niebie. Ten ruch ma znaczenie, zwłaszcza w przypadku meteoroidów i śmieci kosmicznych, które wchodzą pod ostrymi kątami. W takich przypadkach różne stacje infradźwiękowe mogą odbierać sygnały pochodzące z różnych kierunków, co utrudnia zlokalizowanie ich źródła.

Naukowcy wykorzystali sieć czujników infradźwiękowych na całym świecie prowadzonych przez Comprehensive Test Ban Treaty Organization (CTBTO), organizację, której zadaniem jest nasłuchiwanie nielegalnych eksplozji. Instrumenty te rejestrują również wszystko inne, co wydaje specyficzne dźwięki, od grzmotów po naddźwiękowe samoloty. Wykorzystując w szczególności sygnały z bolidów, badacze mogli badać trajektoria ich przemieszczania się.

Astronomowie odkryli, że jeśli bolid wchodzi w ziemską atmosferę pod stosunkowo dużym kątem – większym niż 60° – analiza sygnału infradźwiękowego daje prawidłową trajektorię. Ale gdy nadlatuje bardziej poziomo, niepewność wzrasta.

.„Infradźwięki pochodzące z bolidu przypominają bardziej soniczny boom rozciągnięty po niebie niż pojedynczy huk. Trzeba wziąć pod uwagę, że dźwięk jest generowany wzdłuż toru lotu” – podsumowuje Elizabeth Silber z European Geosciences Union.

Oprac. EG