Aktualności: Ognisty koniec satelity ESA Cluster Salsa
Wyobrażenie artysty przedstawiające statek kosmiczny Cluster rozpadający się podczas ponownego wejścia na orbitę. Źródło: ESA/David Ducross
W miarę jak przestrzeń kosmiczna staje się coraz bardziej zatłoczona satelitami operacyjnymi i śmieciami kosmicznymi, monitorowanie ponownych wejść satelitów ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa ludzi i mienia na Ziemi.
Krajowe Centrum Operacji Kosmicznych (NSpOC) odgrywa kluczową rolę w tych wysiłkach poprzez śledzenie ponownego wejścia i zdolność wczesnego ostrzegania, która monitoruje incydenty ponownego wejścia i w stosownych przypadkach zapewnia ostrzeżenia agencjom reagowania, aby zminimalizować wszelkie związane z tym ryzyko dla Wielkiej Brytanii lub terytoriów zamorskich Wielkiej Brytanii.
W dniu 8 września 2024 r. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) podjęła się bezpiecznego usunięcia z orbity swojego satelity Cluster 2 o nazwie "Salsa". Zgodnie z planem statek kosmiczny powrócił o 18:47 GMT do wyznaczonego regionu na południowym Pacyfiku. Analitycy NSpOC monitorowali to wydarzenie, podobnie jak w przypadku każdego ponownego wejścia na całym świecie, aby upewnić się, że potencjalne ryzyko dla Wielkiej Brytanii zostało ocenione i uwzględnione. W tym artykule wyjaśnimy, jak działa nasza zdolność do śledzenia i wczesnego ostrzegania przed ponownym wejściem, wykorzystując Salsę ESA jako studium przypadku, i podkreślimy kluczowy wkład satelity zarówno w operacje rządowe, jak i badania naukowe.
Zdolność NSpOC do śledzenia i ostrzegania przed ponownym wejściem działa 365 dni w roku i jest przeznaczona do monitorowania ponownego wejścia satelitów i innych obiektów kosmicznych, które mogą stanowić zagrożenie dla Wielkiej Brytanii i brytyjskich terytoriów zamorskich, a także ponownego wejścia obiektów, za które Wielka Brytania ponosi odpowiedzialność. Średnio NSpOC monitoruje około 40 incydentów niekontrolowanego ponownego wejścia na orbitę miesięcznie, ostrzegając brytyjskie agencje reagowania, gdy istnieje ryzyko dla Wielkiej Brytanii lub naszych terytoriów zamorskich.
W ramach naszych usług ostrzegania i ochrony przed zagrożeniami kosmicznymi, NSpOC stale monitoruje obiekty kosmiczne na orbicie, zapewniając wczesne ostrzeżenia, gdy satelity zaczynają opadać. W przypadku niekontrolowanych i częściowo kontrolowanych ponownych wejść, takich jak Salsa ESA, analitycy orbitalni oceniają trajektorię obiektu i przewidują, kiedy i gdzie ponownie wejdzie on w atmosferę. Dane te są udostępniane agencjom reagowania i departamentom rządowym w celu zapewnienia gotowości.
36 godzin przed ponownym wejściem zespół analityków orbitalnych NSpOC zaczyna monitorować obiekt bardziej szczegółowo, korzystając z globalnej sieci czujników i strumieni danych, które dostarczają informacji o jego ścieżce. W przypadku niekontrolowanego ponownego wejścia na orbitę, dane na temat ostatniej znanej pozycji obiektu, a także jego przewidywanego okna centrum uderzenia (COIW) są dostarczane przez USA w postaci Tracking and Impact Predictions (TIPs). TIP to pojedynczy punkt, który może być obarczony wysokim poziomem niepewności. Aby lepiej zrozumieć prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia w ramach tego okna, analitycy Brytyjskiej Agencji Kosmicznej uruchomili dodatkowy model oceny ponownego wejścia w atmosferę przy użyciu symulacji Monte Carlo (patrz wyjaśnienie poniżej).
Symulacje Monte Carlo obejmują dodatkowe zestawy danych, na przykład prognozowaną gęstość atmosfery w okresie ponownego wejścia w atmosferę, aby umożliwić dokładniejsze przewidywanie, gdzie mogą wylądować obiekty, które przeżyły. Model jest uruchamiany 30 000 razy z niewielkimi korektami wartości dla każdej zmiennej.
Zamiast pojedynczego punktu ponownego wejścia na orbitę, uzyskuje się probabilistyczny wynik potencjalnych miejsc ponownego wejścia na orbitę; pokazany wizualnie na mapie za pomocą czerwonych kropek, przy czym każda czerwona kropka reprezentuje potencjalne miejsce ponownego wejścia na orbitę. Im gęstszy zbiór czerwonych kropek, tym większe prawdopodobieństwo ponownego wejścia obiektu w tym miejscu.
W przypadku satelity Salsa ESA dostarczono efemerydy (dane pozycyjne), a nie TIP, a nasi analitycy przekonwertowali je na Two-Line Element (TLE), aby wyodrębnić orbitę, i przeprowadzili symulację Monte Carlo, aby uzyskać wizualną prognozę ponownego wejścia.
W przypadku Salsy nasi analitycy ściśle monitorowali opadanie, przewidując, że większość satelity spłonie w atmosferze, a wszelkie ocalałe fragmenty wylądują w odległym regionie Południowego Pacyfiku - prawdopodobna ścieżka ponownego wejścia jest pokazana za pomocą czerwonych kropek na poniższych zdjęciach, zaczynając 36 godzin wcześniej w piątek 6 września.
Mapa ponownego wejścia wygenerowana przez analityków NSpOC w piątek 6 września
W miarę jak zbliża się czas ponownego wejścia, globalne sieci odbierają coraz więcej obserwacji obiektu. Skutkuje to nowymi danymi, które można wprowadzić do symulacji Monte Carlo, uzyskując dokładniejszą ocenę lokalizacji ponownego wejścia.
Mapa ponownego wejścia wygenerowana przez analityków NSpOC w sobotę 7 września
Finalna mapa ponownego wejścia wygenerowana przez analityków NSpOC w niedzielę 8 września przed zdarzeniem
Po ponownym wejściu satelity, NSpOC przeprowadza analizę po zdarzeniu, aby potwierdzić lokalizację ponownego wejścia i ocenić wszelkie potencjalne skutki. Nie zawsze jest możliwe otrzymanie danych śledzenia potwierdzających lokalizację ponownego wejścia, ale w przypadku Salsy ESA dokładnie śledziła zdarzenie ponownego wejścia, nawet za pomocą czujników w samolocie, aby potwierdzić, że ponownie wszedł na Południowy Pacyfik.
Lokalizacja ponownego wejścia jest udostępniana odpowiednim zainteresowanym stronom w celu zapewnienia przejrzystości i bezpieczeństwa publicznego. W przypadku Salsy ryzyko dla życia ludzkiego i infrastruktury na Ziemi było niezwykle niskie ze względu na częściowo kontrolowany charakter ponownego wejścia w atmosferę, który doprowadził do upadku w niezamieszkanym miejscu.
O ile ryzyko związane z ponownym wejściem satelitów jest bardzo niskie, a większość satelitów spala się po ponownym wejściu w atmosferę, duże obiekty lub te z gęstymi komponentami przetrwają proces ponownego wejścia w atmosferę, stwarzając ryzyko dla każdego miejsca, w którym obiekt wyląduje. Ponieważ większość ponownych wejść jest niekontrolowana, istnieje ryzyko dla obszarów zaludnionych, a zatem ostrzeganie władz, gdy istnieje ryzyko, jest ważne zarówno dla bezpieczeństwa, jak i dla zapewnienia, że bierzemy odpowiedzialność za wszelkie śmieci kosmiczne, za które Wielka Brytania ponosi odpowiedzialność. Każdy incydent ponownego wejścia na orbitę dostarcza cennych danych, które pomagają poprawić naszą zdolność do śledzenia i monitorowania obiektów powracających w przyszłości.
Odpowiedzialnie zarządzając ponownymi wejściami satelitów, takimi jak Salsa ESA, operatorzy mogą zmniejszyć ilość śmieci pozostawionych na orbicie, czyniąc przestrzeń kosmiczną bezpieczniejszą dla przyszłych operacji. Jeszcze w tym roku NSpOC uruchomi nową usługę cyfrową na naszej platformie Monitor Space Hazards o nazwie "Track Re-entry Events", która zapewni użytkownikom rządowym aktualizacje w czasie rzeczywistym i ulepszone analizy do monitorowania ponownych wejść satelitów. Więcej informacji na temat nadchodzących funkcji można znaleźć na naszej stronie internetowej.
Angus Stewart, Joint Head of NSpOC powiedział: "Poprzez odpowiedzialne zarządzanie ponownymi wejściami satelitów, tak jak w przypadku tego wydarzenia, operatorzy zmniejszają ilość śmieci kosmicznych i sprawiają, że przestrzeń kosmiczna jest bezpieczniejsza dla przyszłych misji. Śledzenie powracających obiektów kosmicznych jest krytyczną misją dla brytyjskiego Narodowego Centrum Operacji Kosmicznych"
Wystrzelony jako część misji ESA Cluster w lipcu 2000 roku, satelita Salsa dostarczył krytycznych danych, które przyczyniły się do lepszego zrozumienia środowiska magnetycznego Ziemi i pogody kosmicznej w ciągu jego 24-letniego okresu eksploatacji.
Wkład Salsy w badania pogody kosmicznej był nieoceniony. Dane z satelity pomogły ulepszyć modele predykcyjne, które pomagają chronić krytyczną infrastrukturę, taką jak sieci elektroenergetyczne, rurociągi i systemy komunikacji satelitarnej. Badając, w jaki sposób wiatry słoneczne i burze geomagnetyczne oddziałują z ziemskim polem magnetycznym, Salsa dostarczyła informacji, które pomogły zespołom operacyjnym zrozumieć i złagodzić wpływ pogody kosmicznej na podstawowe usługi.
Salsa była częścią konstelacji czterech satelitów, co było kluczowe, ponieważ pozwoliło naukowcom zbierać dane z wielu punktów w kosmosie jednocześnie, dając badaczom trójwymiarowy widok środowiska magnetycznego Ziemi.
Met Office Space Weather Manager Simon Machin powiedział: "Cluster był kluczowym czynnikiem przyczyniającym się do postępu w nauce o pogodzie kosmicznej w ostatnich dziesięcioleciach. Rozwijając naszą wiedzę na temat środowiska w pobliżu Ziemi w wielu skalach, misja ta posunęła naprzód zrozumienie badań, które stanowi podstawę globalnych operacji związanych z pogodą kosmiczną. Obserwacje Cluster są unikalnym zasobem i będą nadal zapewniać znaczną wartość w nadchodzących latach."
Powrót ESA Cluster 2 Salsa stanowi wyraźny przykład tego, jak NSpOC monitoruje ponowne wejścia, zapewniając bezpieczeństwo Wielkiej Brytanii i jej terytoriów zamorskich. Ponieważ satelity nadal odgrywają coraz ważniejszą rolę zarówno w operacjach rządowych, jak i badaniach naukowych, zdolność NSpOC do ponownego wejścia na orbitę pozostanie kluczowa dla zapewnienia bezpiecznego i odpowiedzialnego wykorzystania przestrzeni kosmicznej w przyszłych misjach.
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
