Огненные шары над Калифорнией научили учёных слушать космос — сейсмографы заменили телескопы

Учёные предложили новый способ прогнозировать траекторию падения космических объектов, используя данные сейсмических станций. Метод позволяет более точно определять путь и место сгорания обломков спутников и ракет в атмосфере и может стать дополнением к существующим радиолокационным системам слежения. Об этом сообщает журнал Science.

Как всё началось: падение китайского аппарата над Калифорнией

В апреле 2024 года жители Южной Калифорнии стали свидетелями редкого явления: по небу пронеслась серия ярких огненных шаров — фрагментов вышедшего из строя китайского космического аппарата. Падающие обломки создавали мощные звуковые удары, которые зафиксировали десятки сейсмических станций региона.

Подобные события напоминают случаи, когда древние столкновения с астероидами навсегда изменяли состав Луны и помогали понять механизмы формирования небесных тел.

Эти данные стали основой нового исследования, проведённого группой учёных во главе с планетологом Бенджамином Фернандо из Университета Джонса Хопкинса и инженером Константиносом Хараламбусом из Имперского колледжа Лондона.

"Эта картина совершенно однозначно указывает на то, что это не землетрясение и не другое природное явление, — объяснил Фернандо. — Мы видим звуковые удары, вызванные падением высокоскоростного объекта".

Новый способ слежения за падающими объектами

Команда учёных использовала данные 126 сейсмометров, установленных в Калифорнии и Неваде. Когда космический мусор входит в атмосферу со скоростью, превышающей скорость звука в 30 раз, он создаёт ударные волны. Эти волны доходят до поверхности и фиксируются приборами.

Сопоставив время, в которое сейсмические станции зафиксировали колебания, исследователи смогли восстановить траекторию падения аппарата и даже уточнить её на 28 километров южнее ранее прогнозируемой.

"У нас уже есть эти датчики, и мы можем использовать их для других целей. Я действительно впечатлён тем, каких успехов они достигли", — прокомментировал результаты инженер-аэрокосмист Джон Крассидис из Университета Буффало.

Почему это важно для космической безопасности

Сегодня на орбите Земли находится более 43 тысяч отслеживаемых объектов, большинство из которых — космический мусор. Хотя значительная часть фрагментов сгорает в атмосфере, более крупные части могут достигать поверхности, представляя угрозу для самолётов и наземных объектов.

Проблема усложняется тем, что радиолокационные модели не всегда точно прогнозируют траекторию падения из-за переменчивости плотности атмосферы и влияния солнечной активности. Новый сейсмический метод может стать дополнительным инструментом, обеспечивающим предупреждения почти в реальном времени.
Этот подход перекликается с наблюдениями, когда телескоп Hubble обнаружил звёздно пустое облако Cloud-9, открыв новые возможности для отслеживания неосвещённых объектов в космосе.

Перспективы развития метода

Учёные признают, что пока остаются сложности в моделировании влияния ветра и атмосферных слоёв на распространение звука. Кроме того, эффективность метода снижается в регионах, где мало сейсмических станций. Тем не менее, Фернандо уверен, что в ближайшие пять лет можно создать автоматизированную систему, способную фиксировать падение объектов в режиме, близком к реальному времени.

"Мы надеемся построить глобальную систему, которая будет использовать сейсмические данные для раннего предупреждения о входящем в атмосферу космическом мусоре", — сообщил Фернандо.

Национальные космические агентства уже выразили интерес к разработке, видя в ней шаг к повышению безопасности и точности наблюдений за объектами на орбите.

Работа Фернандо и его коллег показывает, что даже земные инструменты, созданные для изучения землетрясений, могут помочь понять процессы за пределами нашей планеты. Использование сейсмических данных для отслеживания падения космических объектов открывает новое направление в мониторинге орбиты и делает прогнозы безопаснее и точнее.