С помощью лазеров исследователи научились отслеживать спутники и космический мусор
В рамках проекта COVER исследователи из Института геодезии Технического университета усовершенствовали расчеты гравитационного поля, сочетая спутниковые измерения гравитации с лазерным дальномером спутников (SLR). Помимо того, что этот подход улучшает модели гравитационного поля Земли, он уточняет отслеживание и прогнозы передвижения объектов на орбите.
«Спутниковые миссии, такие как Grace, Grace Follow-on и предыдущая GOCE, предоставили важные данные для изучения гравитационного поля. Тем не менее их возможности по определению длинноволновой части гравитационного поля, которая охватывает все континенты, ограничены», — отмечает Сандро Краус из Института геодезии Технического университета Граца.
В отличие от них, методы измерения с помощью SLR способны более точно определить длинноволновую составляющую. Для этого сеть станций SLR направляет лазерный луч на спутник, оснащенный ретрорефлекторами, которые отражают свет. Измеряя время, за которое луч проходит это расстояние, можно установить местоположение спутников с точностью до сантиметров, а многократные измерения позволяют отслеживать изменения орбиты, вызванные изменениями в распределении масс на поверхности Земли.
Комбинируя SLR с другими методами спутниковых наблюдений и более детальному анализу длины волн, можно значительно повысить точность расчетов гравитационного поля. Это поможет лучше определить расположение водоемов на поверхности Земли. При этом полученные данные можно более точно использовать для прогнозирования орбит спутников и контроля объемов космического мусора.
В настоящее время на орбите Земли находится приблизительно 40 тыс. объектов космического мусора размером более 10 см, а также около 1 млн предметов размером от 1 см и больше. Эти объекты движутся в разных направлениях со скоростью примерно 30 тыс. км/ч. При столкновении они могут повредить спутники, что поставит под угрозу жизнь людей на космических станциях или других пилотируемых космических кораблях.
В настоящее время для мониторинга всех объектов космического мусора используются радиолокационные измерения, однако их точность ограничена. Ранее прогнозы также были недостаточно точными, что затрудняло своевременное обнаружение космических объектов. Однако в сотрудничестве со Станцией лазерной дальнометрии Института космических исследований Австрийской академии наук в обсерватории Люстбюэль были достигнуты значительные успехи.
Институт геодезии использовал собственные модели, с помощью которых можно определить положение спутника с точностью около 100 м. Это упростило процесс их отслеживания. Дополнительные измерения во время последующих полетов предоставили еще более точную картину изменения орбиты, что позволило исследователям улучшить качество прогнозирования.
«Необходимо моделировать все силы, действующие на спутники, — говорит Торстен Майер-Гюрр из Института геодезии Технического университета Граца. — Сюда входит и сила притяжения Земли, которая подвержена влиянию таких масс, как вода. Теперь благодаря сочетанию нашего моделирования орбит с измерениями лазерной дальнометрии (SLR), мы можем проводить гораздо более точные расчеты в нашем программном обеспечении GROOPS».
Лесные пожары остаются серьезной проблемой, но методы их обнаружения, отслеживания и раннего реагирования становятся все более эффективными. Компания OroraTech использует спутниковые технологии для мониторинга лесных пожаров и недавно привлекла $25 млн, чтобы увеличить свое участие на рынке и охватить большую часть земли.
