Чи загрожують метеоритні дощі супутникам і астронавтам на Міжнародній космічній станції?

Метеорні дощі дають можливість спостерігати за небом для спостерігачів на землі, оскільки метеороїди — частинки космічного пилу, залишені кометами — згорають, утворюючи яскраві «падаючі зірки» при входженні в атмосферу Землі.

Наступний великий метеорний потік, який прикрасить наше небо, — це метеорний потік Персеїди, пік якого очікується приблизно 11-12 серпня. Але коли метеорний потік заливає Землю, чи становить він якусь загрозу для супутників, космічних кораблів або астронавтів на Міжнародній космічній станції (МКС)?

Астронавти захищені від метеоритів, оскільки МКС обладнана «бампером Віппла». Названий на честь свого винахідника Фреда Віпла, який розробив модель «брудного снігу», що описує будову комет, цей щит складається з металевих листів з кевларом між ними. Щит не відхиляє метеороїди, а розбиває їх, розсіюючи їхню енергію в щиті.

«Ймовірність того, що метеорит влучить у космічну станцію, зникаюче мала — можна уявити собі космічну станцію як бак на низькій навколоземній орбіті, — каже Кук. «Якби ви були астронавтом під час EVA [позакорабельної активності, тобто виходу у відкритий космос] і вийшли за межі космічної станції, ви б побачили всі ці маленькі вм’ятини і вм’ятини на корпусі».

Однак лише близько половини цих вм’ятин спричинені ударами метеоритів. На висоті МКС від 230 до 285 миль (370-460 кілометрів) половина ударів спричинена космічним сміттям, і час від часу МКС доводиться маневрувати, щоб уникнути космічного сміття.

Насправді, за словами Кука, метеоритні дощі не становлять жодної проблеми для МКС. За статистикою, саме спорадичний фон метеороїдів — шматки космічного пилу, які завжди є там, не пов’язані з будь-яким дощем — становлять від 90% до 95% небезпеки, особливо для астронавтів, які виходять у відкритий космос і не мають цього бамперного захисту. Ось чому перед кожним виходом у відкритий космос офіс Кука видає прогноз метеоритів, щоб гарантувати відсутність підвищеного ризику нещасного випадку.

За словами Кука, найсильніший щорічний метеорний потік, Гемініди, пік якого припадає на грудень, становить лише близько 60% ризику спорадичного фону. «Лише під час метеоритного дощу або спалаху кількість метеорів значно зростає», — сказав він.

Метеорний потік — це посилений метеорний дощ, під час якого в небі може з’являтися більше тисячі метеорів на годину. Метеорні потоки виникають, коли Земля проходить через пиловий слід, залишений кометою. Земля щороку зустрічає ці різні сліди в одних і тих самих точках своєї орбіти, тому кожен метеорний потік відбувається в один і той самий час щороку. Однак метеорний потік виникає тоді, коли Земля проходить крізь щільнішу ділянку пилу, ніж зазвичай.

Лише деякі метеорні потоки спричиняють бурі. Леоніди, пік яких припадає на листопад, мають кілька років поспіль з інтервалом у 33 роки. Останні шторми Леоніди були між 1998 і 2001 роками, тож наступні заплановані на початок 2030-х років, коли Земля зіткнеться з особливо щільним згустком пилу від комети Темпеля-Туттля.

Менш передбачуваними є шторми метеорного потоку Драконіди, пік якого припадає на жовтень. Зазвичай Драконіди являють собою досить похмуре видовище, оскільки складаються з переважно слабких і повільних метеорів, але в 1933 році під час зорепаду Драконіди швидкість падіння метеорів сягала 6 000 метеорів на годину. Останній зорепад, у 2018 році, приніс порівняно мізерні 150 метеорів на годину.

Крім того, є метеорний потік Персеїди, пік якого припадає на серпень і який може випадково спалахнути на кілька годин; останній такий сплеск був у 2021 році.

За словами Кука, шторми і спалахи — «це «угода на випадок непередбачуваних обставин». Хоча бамперний щит космічної станції все ще захищає астронавтів всередині, виходи у відкритий космос відкладаються, а інші супутники та космічні апарати повинні вживати заходів обережності. Наприклад, космічний телескоп «Габбл» переорієнтовується, щоб не дивитися на радіант метеорного потоку (напрямок, звідки прилітають метеори). Кук порівняв це з «позицією для ядерної атаки, коли ти стоїш спиною до радіанта».

Ризик для кожного окремого супутника мінімальний, оскільки кожен з них має невеликий поперечний переріз — кілька десятків квадратних метрів. Для порівняння, лише сонячні батареї МКС мають площу 114 000 квадратних футів (10 600 квадратних метрів), і навіть вона тьмяніє на тлі величезного простору нічного неба.

«Коли я лежу на спині і дивлюся на нічне небо, я бачу приблизно 30 000 квадратних кілометрів [12 000 квадратних миль] атмосфери, в якій згорають метеори, — каже Кук. «А тепер порівняйте це з десятками квадратних метрів. Отже, ймовірність того, що метеорит влучить у супутник, невелика».

Однак ризик не дорівнює нулю. У рідкісних випадках супутники зазнавали ударів, хоча єдиним супутником, який був назавжди знищений метеоритним дощем, був супутник зв’язку «Олімп» під час спалаху Персеїд у 1993 році. Кілька інших супутників зафіксували аномалії, спричинені невеликим зіткненням, а один чи два навіть були перекинуті на бік ударом метеороїда.

«Наприклад, кілька років тому в супутник NOAA влучив астероїд, і його трохи штовхнуло; він нахилився вперед, так що його камера більше не дивилася на Землю, і нам довелося повертати її в правильне положення», — сказав Кук.

Моніторинг метеорних потоків, який здійснює Офіс метеорологічного середовища, залежить від спостережень з землі, де підраховується кількість метеорів, що попереджає вчених про будь-які імпровізовані спалахи, які можуть вплинути на супутники або людей, що виходять у відкритий космос. Спостереження за метеорами можуть здійснюватися за допомогою професійних радарів, таких як Канадський метеорний орбітальний радар, яким керують дослідники з Університету Західного Онтаріо, і Південно-Аргентинський маневрений метеорний радар.

Астрономи-аматори також можуть проводити спостереження. Наприклад, Глобальна метеорна мережа складається з понад тисячі камер по всьому світу, а такі організації, як Американське метеорне товариство, Британський метеорний альянс, Британська астрономічна асоціація та Міжнародна метеорна організація приймають звіти від астрономів-аматорів.

Отже, наступного разу, коли ви будете рахувати падаючі зірки під час метеоритного дощу, занотуйте, скільки ви їх бачите, в який час і дату, їхній колір, яскравість і напрямок, в якому вони рухаються. (Хороший телескоп допоможе вам отримати більш детальне зображення). Потім надішліть свій звіт до однієї з вищезгаданих організацій. Ваші спостереження можуть допомогти захистити супутник або астронавта, який виходить у відкритий космос.

Загалом, низька навколоземна орбіта досить безпечна від метеорів.

«Уявлення про метеоритний дощ як про рій уламків, що розносить супутники на друзки — це все Голлівуд, — каже Кук. «Такого ніколи не трапляється».