Tespit edilemeyen uzay çöplerini takip etme

Uydu ve uzay aracı operatörleri, Michigan Üniversitesi’nden araştırmacıların önerdiği bir yaklaşımı kullanarak sonunda Dünya’nın yörüngesindeki küçük enkaz parçalarını tespit edebilecek.

Michigan Üniversitesi ekibinin baş araştırmacısı ve iklim ve uzay bilimleri ile mühendislik ve havacılık mühendisliği profesörü Nilton Renno, “Şu anda, ışık veya radar sinyallerini yansıtan nesneleri arayarak uzay enkazını tespit ediyoruz” dedi. “Nesneler küçüldükçe, onları yerden tespit edecek kadar güçlü güneş ışığını veya radar sinyallerini almak o kadar zorlaşıyor.”

Bugün, bir voleybol topundan daha büyük nesneler, bu “uzay çöpünün” takip edilebilir tek parçalarıdır; bu, roket fırlatmalarından, uzay yürüyüşlerinden ve feshedilmiş uydulardan arta kalan yaklaşık 170 milyon çöp parçasının %1’inden daha azdır. Yeni yöntem, kurşun kalem kalınlığına benzer şekilde çapı bir milimetreden küçük döküntüleri tespit edebiliyor.

Renno bulguları konferansta sunacak İkinci Uluslararası Orbital Enkaz Konferansı 5 Aralık’ta iklim ve uzay bilimleri ile mühendislik alanında doktora sonrası araştırmacı Yun Zhang ile birlikte. Sonuçlar, daha büyük, işbirlikçi bir proje olan İstihbarat İleri Araştırma Projeleri Etkinliğinin Uzay Enkazı Tanımlama ve Takip Programından gelen ilk sonuçlar arasında yer alıyor. Proje, askeri yüklenici Blue Halo tarafından yönetiliyor ve Alaska Üniversitesi Fairbanks’ı içeriyor.

Uzaydaki çöpler çirkin olmanın ötesinde tehlikelidir. Saatte 22.000 mil gibi tipik bir yörünge hızında, erik büyüklüğündeki bir uzay enkazı, otoyoldaki bir araba kazasıyla aynı enerjiye sahip başka bir nesneye çarpabilir ve potansiyel olarak bir uyduyu hizmet dışı bırakabilir. Daha küçük parçalar bile uzay aracına zarar verebilir, bu nedenle onları takip etmek, kaçınma eylemleri yapması gereken uydular ve uzay araçları için kritik öneme sahiptir.

Dünyanın yörüngesi giderek karmaşıklaşıyor ve bu da uyduların korunmasını çok daha zor hale getiriyor. Uzay enkazının parçaları sıklıkla birbirleriyle çarpışır ve sonuç olarak daha büyük parçalar küçük, tespit edilemeyen parçalara bölünür. Bazı uzmanlar, tek tek parçalar çarpışmaya devam ettikçe uzay enkazı miktarının katlanarak artabileceğinden ve sonunda GPS, cep telefonu verileri, hava durumu izleme ve daha fazlası için güvendiğimiz altyapıya zarar verebileceğinden korkuyor.

Potansiyel olarak felaket olsa da, uzay enkazları arasındaki çarpışmalar, küçük uzay çöplerini takip etmenin en iyi yolu olabilir. Küçük uzay enkazı parçaları çarpıştığında, küçük parçalara ayrılırlar ve bunların bir kısmı çarpışmanın ürettiği ısı nedeniyle yüklü bir gaza dönüşerek buharlaşır.

İklim ve Araştırma Uzman Yardımcısı Mojtaba Akhavan-Tafti, “Yüklü gaz bulutu ve enkaz parçaları genişlediğinde, yeni yıkanmış bir battaniyeye sürttükten sonra ortaya çıkan statik kıvılcımların ürettiği sinyallere benzer şekilde yıldırım benzeri enerji patlamaları yaratıyor” dedi. uzay bilimleri ve mühendisliği ve projenin baş bilim insanı.

Bu ilk enerji patlamasından sonra, enkaz parçalarının yüklü katı parçaları, birbirlerine yeterince yakın olduklarında elektrik alanı darbeleri yaratarak ek yıldırım benzeri patlamalar üretebilirler. Bu elektrik sinyalleri yalnızca saniyenin çok küçük bir kısmı kadar sürüyor, ancak uzay enkazı parçalarının ve enkaz çarpıştığında oluşan mikroskobik parça bulutlarının izlenmesine yardımcı olabilirler.

Ekibin en son bilgisayar simülasyonlarına göre, iki alüminyum parçası tipik yörünge hızlarında çarpıştığında, yüksek kaliteli bir radyo alıcısına sahip 26 metrelik bir çanağın yerden tespit edilmesine yetecek kadar güçlü bir elektrik patlaması yayarlar. Elektrik alanı darbeleri, NASA’nın Derin Uzay Ağı gibi daha hassas radyo dizileriyle benzer şekilde tespit edilebilmelidir.

Hala üzerinde çalışılması gereken çok şey var. Elektrik sinyallerinin frekansı, çarpışmanın hızına ve enkazın neyden yapıldığına bağlı olarak değişebiliyor ve bu da algılamayı zorlaştırabiliyor. Elektrik sinyallerini görebilmek için bunların yer cihazının arka plan sinyallerinden daha güçlü olması ve Dünya’nın üst atmosferinden geçmesi gerekiyor.

Ekip, NASA’nın Derin Uzay Ağı ile gerçek sinyalleri ölçerek ve Donanma Araştırma Laboratuvarı ile NASA’nın Ames Araştırma Merkezi’ndeki hiper hız deneylerinden elde edilen verileri analiz ederek ek bilgisayar simülasyonları ile yaklaşımlarını geliştirmeyi planlıyor. Ekip, tesislerin lazerlerini kullanarak, çeşitli yörünge hızlarındaki hedeflere farklı türde enkaz fırlatabiliyor ve çarpışmadan kaynaklanan elektrik emisyonlarının özelliklerini ölçebiliyor.

Bu tür deneyler, uzay enkazı çarpışmaları sırasında üretilen geniş yelpazedeki elektrik sinyallerini tespit etmenin bir yolunu ortaya çıkarırsa, yalnızca uzay enkazının nerede olduğunu değil, neye benzediğini ve nasıl yapıldığını da belirleyebilirler.

Akhavan-Tafti, “Bir nesnenin sert mi yoksa yumuşak mı olduğunu bilmek istiyoruz çünkü bu, onun yörüngesini ve ne kadar zarar verebileceğini etkileyecektir.” dedi.