3 февраля 2015 года спутник DMSP F13 взорвался на орбите, образовав около 100 фрагментов космического мусора, которые были обнаружены с помощью радара. Оценивая, как обломки, образовавшиеся в результате взрыва, могут повлиять на их космические корабли, Европейское космическое агентство и другие операторы спутников пришли к выводу, что это не представляет большого риска для их миссий.Однако ученые из исследовательской группы астронавтики Саутгемптонского университета исследовали риски для широкого спектра космических миссий, исходящие от более мелких обломков, образовавшихся в результате взрыва, которые невозможно обнаружить с помощью радара на земле.
В случае взрыва DMSP-F13 они обнаружили 100 новых каталогизированных объектов, что позволяет предположить, что было создано более 50 000 небольших фрагментов размером более 1 мм.Аспирант Франческа Летиция, которая руководила исследованием под руководством доктора Камиллы Коломбо и доктора Хью Льюиса, говорит: «Фрагменты взрыва распространились по Земле, образуя полосу, которую может пересечь космический корабль с орбитами, которые сильно отличаются от один из DMSP-F13 ".
Команда из Саутгемптона разработала новый метод под названием CiELO (эволюция облака мусора на низких орбитах) для оценки риска столкновения космических миссий с мелким мусором. Они составили карту вероятности столкновения, показывающую пик риска на высоте чуть ниже места взрыва DMSP-F13. Карта была создана путем обработки облака обломков, образовавшегося в результате взрыва, как жидкости, плотность которой изменяется под действием атмосферного сопротивления.
Доктор Коломбо, предложивший эту идею в рамках проекта Марии Кюри в рамках Европейской 7-й рамочной программы, говорит: «Рассмотрение полосы фрагментов как жидкости позволяет нам очень быстро и намного быстрее анализировать движение большого количества фрагментов. чем обычные методы. Таким образом, присутствие мелких фрагментов может быть легко принято во внимание для получения точной оценки вероятности столкновения из-за взрыва или столкновения в космосе ».
Франческа, получившая стипендию Амелии Эрхарт 2013 за эту работу, добавляет: «Эту карту можно использовать с базой данных космических кораблей или объектов космического мусора для определения наиболее уязвимых целей. Например, на карте мы показываем верхнюю часть десять космических аппаратов находятся под угрозой из-за осколков, образовавшихся в результате взрыва DMSP-F13, согласно нашей модели.
В основном это американские и российские спутники на солнечно-синхронных или полярных орбитах ».Целью исследования группы является более глубокое понимание динамики мелких фрагментов мусора и их вклада в риск столкновения в околоземной орбитальной среде.
Доктор Льюис, который представляет Космическое агентство Великобритании в Межагентском координационном комитете по космическому мусору (IADC), говорит, что важно понимать этот вклад: «Даже если многие из этих объектов будут не больше шарика в шариковой ручке. , они могут вывести из строя космический корабль при столкновении из-за своей огромной скорости. В случае взрыва DMSP-F13 наша работа показала, что вывод на орбиту нового облака мелкого мусора повысит риски для других космический корабль в непосредственной близости, даже если риск от более крупных осколков был снижен ".
Исследование опубликовано в Journal of Guidance, Control and Dynamics.