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    Desechos orbitales débiles que amenazan a los satélites que no se monitorean lo suficientemente de cerca, advertir a los astrónomos

    Ejemplos de curvas de luz extraídas de las imágenes de la encuesta para pistas de escombros débiles. Debido a las estrategias empleadas por los astrónomos, las estrellas aparecen como rayas casi verticales en las miniaturas de las imágenes, mientras que los objetos de interés se manifiestan como senderos cortos. Se puede ver un grado significativo de variación de brillo en ambos ejemplos. Crédito:Blake et al., ASR, 2020

    Los astrónomos de la Universidad de Warwick advierten que los desechos orbitales que representan una amenaza para los satélites operativos no se están monitoreando lo suficientemente de cerca. a medida que publican una nueva encuesta que concluye que más del 75% de los desechos orbitales que detectaron no podían coincidir con los objetos conocidos en los catálogos de satélites públicos.

    Los astrónomos están pidiendo estudios profundos más regulares de los desechos orbitales a grandes altitudes para ayudar a caracterizar los objetos residentes y determinar mejor los riesgos que representan los satélites activos en los que confiamos para los servicios esenciales. incluidas las comunicaciones, seguimiento y navegación meteorológicos.

    La investigación forma parte de DebrisWatch, una colaboración continua entre la Universidad de Warwick y el Laboratorio de Ciencia y Tecnología de Defensa (Reino Unido) con el objetivo de proporcionar una nueva visión de los estudios de la región geosincrónica que se han realizado en el pasado. Los resultados se informan en la revista. Avances en la investigación espacial . La investigación fue financiada en parte por el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido, y fue apoyado por la Royal Society.

    Esta encuesta se optimizó para buscar escombros débiles, objetos que son demasiado pequeños o poco reflectantes para ser monitoreados regularmente y registrados en catálogos disponibles al público. El Comando Estratégico de EE. UU. (USSTRATCOM) mantiene el catálogo público más completo de objetos espaciales, utilizando su Red de Vigilancia Espacial (SSN) global que comprende más de 30 radares terrestres y telescopios ópticos, junto a seis satélites en órbita. El SSN puede monitorear objetos a gran altitud de hasta aproximadamente 1 metro de diámetro. Aunque a ciertos residentes de la región geosincrónica a menudo se les llama estacionarios, Las colisiones aún pueden ocurrir con velocidades relativas de kilómetros por segundo. Teniendo esto en cuenta, incluso los objetos pequeños pueden causar mucho daño a un satélite activo.

    Las imágenes de la encuesta se analizaron utilizando una tubería de software personalizada diseñada para seleccionar objetos de escombros candidatos e investigar su brillo a lo largo del tiempo. Las curvas de luz resultantes contienen una gran cantidad de información sobre los objetos en sí, incluyendo su forma, propiedades de la superficie y actitud, pero también se ven afectados por otros factores como la geometría de visualización y la interferencia atmosférica. Desenredar estos componentes sigue siendo una tarea muy difícil, y grandes cantidades de datos de alta calidad serán clave para desarrollar y perfeccionar las técnicas necesarias.

    Los astrónomos centraron su estudio en la región geosincrónica, ubicado aproximadamente a 36, 000 kilómetros sobre el ecuador, donde los satélites orbitan con un período que coincide con la rotación de la Tierra. Muy por encima de la capa más externa de la atmósfera de la Tierra, no hay mecanismos naturales (como el arrastre atmosférico) para inducir la desintegración orbital, por lo que los desechos generados en las proximidades de la región geosincrónica permanecerán allí durante mucho tiempo.

    Para ayudarlos a descubrir escombros débiles, los astrónomos hicieron uso del telescopio Isaac Newton en la isla canaria de La Palma, que tiene una gran apertura de 2,54 m, lo que le permite recolectar fotones de luz en un área grande. Utilizaron una estrategia optimizada para garantizar que la luz solar que se refleja en los objetos candidatos caiga dentro de los mismos píxeles de la cámara. para aumentar sus posibilidades de ser detectado. Se escanearon franjas de cielo arriba, a lo largo y por debajo del cinturón geoestacionario, donde reside la mayoría de los satélites geosincrónicos operativos.

    La mayoría de las pistas orbitales detectadas por los astrónomos tenían brillos correspondientes a aproximadamente 1 metro o menos. Bastante seguro, más del 95% de estas detecciones débiles no coincidieron con un objeto conocido en el catálogo USSTRATCOM disponible públicamente, ya que son demasiado débiles para ser monitoreados de manera regular y confiable por el SSN. Cuando los investigadores incluyeron todas sus detecciones, incluidas aquellas por encima y por debajo de 1 m, más del 75% no coincidieron.

    Autor principal James Blake, un doctorado estudiante del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, dijo:"Las curvas de luz extraídas de las imágenes de nuestra encuesta muestran cuán variados pueden ser estos objetos, tanto en términos de su naturaleza física como de su actitud o comportamiento dentro de la órbita. Muchos de los débiles los escombros sin catalogar parecen estar cayendo, mostrando una variación de brillo significativa a través de la ventana de observación. Este tipo de características pueden decirnos mucho sobre las fuerzas perturbadoras que actúan sobre los residentes de la región geosincrónica. but also highlight that we need to be more careful when making assumptions about the properties of these objects. We need to probe the faint debris population further and obtain more data to gain a better understanding of what's out there.

    "It's important that we continue to observe the geosynchronous region with large telescopes wherever possible, to start to build up a more complete feel for the faint debris environment. With this survey, we've probed deeper than ever before, and still the population appears to be climbing as our sensitivity limit is reached. While we're dealing with small number statistics here, it's unsurprising that we see many more small, faint objects than large, bright ones."

    Artificial debris orbiting the Earth can originate for a number of reasons:the satellites themselves become debris when they reach the end of their mission lifetime; rocket bodies abandoned after successfully launching their payloads can explode or break-up after many years in orbit; collisions can occur between orbiting bodies, sometimes resulting in thousands of new fragments; the harsh environment of space can deteriorate satellites over time, shedding bits of insulating blanket and paint flakes.

    The astronomers are now investigating ways to extract even more information from the survey data, using simultaneous observations that were taken with a second, smaller instrument. They aim to foster new collaborations to ensure this survey can act as a gateway to an enduring activity.

    Co-author Professor Don Pollacco, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, said:"This kind of data will be key in the development of algorithms to characterize objects in the geosynchronous region. Remember that we're not dealing with close-up photographs here, even the big satellites appear as non-resolved blobs of light in our images. Light curves offer a great opportunity to learn more about the way these objects behave and what they might be. The more high-quality data we take, the better chance we have of developing these tools."


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