Исследователи открыли способ отслеживания спутников при помощи лазера

В ходе проекта COVER специалисты из Института геодезии Технического университета разработали более точные методы расчета гравитационного поля. Они объединили данные спутниковых измерений гравитации с информацией, полученной с помощью лазерного дальномера спутников (SLR). Этот подход не только улучшает модели гравитационного поля Земли, но и позволяет более точно отслеживать и прогнозировать движение 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 других методов, SLR позволяет 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 определить местоположение спутников с точностью до сантиметров. А многократные измерения позволяют отслеживать изменения орбиты, вызванные изменениями в распределении масс на поверхности Земли.
Сочетая SLR с другими методами спутниковых наблюдений и более детальным анализом длины волн, можно значительно повысить точность расчетов гравитационного поля. Это поможет лучше определить расположение водоемов на поверхности Земли. Полученные данные можно использовать для прогнозирования орбит спутников и контроля объемов космического мусора.
Сейчас на орбите Земли находится около 40 тыс. объектов космического мусора размером более 10 см, а также около миллиона 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 представляет угрозу для жизни людей на космических станциях и других пилотируемых космических кораблях.
Для мониторинга всех объектов космического мусора используются радиолокационные измерения, но их точность ограничена. Ранее прогнозы были недостаточно точными, что затрудняло своевременное обнаружение космических объектов. Благодаря сотрудничеству со Станцией лазерной дальнометрии Института космических исследований Австрийской академии наук в обсерватории Люстбюэль были достигнуты значительные результаты.
Специалисты Института геодезии применяли уникальные методики, которые позволили им определять местоположение спутника с погрешностью около 100 м, что значительно облегчило задачу отслеживания космических объектов.
В ходе последующих полетов были проведены дополнительные измерения, позволившие получить более точную информацию об изменении орбиты. Это помогло исследователям повысить качество прогнозов.
– Необходимо моделировать все силы, действующие на спутники, – отмечает 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.

Источник: Inc.