В следобедните часове на 10 февруари 2009 г. оперативният комуникационен спътник Iridium 33 се сблъска с остарелия комуникационен спътник Cosmos 2251 над Сибир на надморска височина от около 800 километра. Сблъсъкът е бил със скорост 11,7 километра в секунда и е създал облак от над 2000 парчета - отломки, по-големи от десет сантиметра. Тези отломки се разпространиха на обширна територия в рамките на няколко месеца и оттогава заплашват да се сблъскат с други оперативни спътници. Това събитие беше сигнал за всички сателитни оператори, но и за политиците.
"Проблемът с така наречените космически отломки - неизползвани изкуствени обекти в космоса, придоби ново измерение", казва професор Томас Шилдкнехт, ръководител на обсерваторията в Цимервалд и заместник-директор на Астрономическия институт в университета в Берн.
Космическото пространство около Земята се става тясно
В определени орбитални региони рискът от сблъсъци вече е толкова висок, че активните спътници трябва редовно да извършват маневри, за да се избегнат отломки. Европейската космическа агенция ESA обработва хиляди предупреждения за сблъсък на сателит годишно за своя флот от сателити и извършва десетки маневри годишно. В повечето случаи потенциалният обект в сблъсъка е някоя от около 20 хиляди известни космически отломки.
"За съжаление орбитите на тези излезли от употреба спътници, горните степени на ракети или фрагменти от сблъсъци и експлозии не са известни с достатъчна точност, т.е. само до няколкостотин метра“, обяснява Шилдкнехт. Поради това често е невъзможно да се реши дали маневрата за отклоняване, която е много скъпа във всеки случай, дори е необходима и наистина намалява риска.
Точни орбити благодарение на лазерни измервания на разстоянието
Измерването на разстояния до такива обекти с помощта на сателитния лазерен метод за измерване е ефективна технология за подобряване на точността на траекторията до няколко метра.
"От години използваме технологията в обсерваторията Цимервалд за измерване на обекти, оборудвани със специални лазерни ретрорефлектори. Само няколко обсерватории по света са успели да определят разстоянията до космически отломки с помощта на специални, мощни лазери до момента", продължава Шилдкнехт. Тези измервания също така бяха възможни само през нощта.
Пробивът - дневни наблюдения с помощта на геодезически лазер
На 24 юни 2020 г. изследователи от университета в Берн успяха за първи път да извършат наблюдения на космически отломки на дневна светлина с помощта на геодезичен лазер в Швейцарската оптична наземна станция и обсерваторията по геодинамика Цимервалд. Геодезичните лазерни системи са поне с един порядък по-малко мощни от високоспециализираните. В допълнение, откриването на отделни лазерни фотони, дифузно отразени от космическите отломки в потопа на фоновите фотони на яркото дневно небе, представлява особено предизвикателство. Успехът в Обсерваторията на Цимервалд е възможен само благодарение на комбинацията от активно проследяване на отломките с помощта на високочувствителна научна CMOS камера с обработка на изображения в реално време и цифров филтър в реално време за откриване на фотоните, отразени от обекта.
Томас Шилдкнехт коментира: "Възможността за наблюдение през деня позволява да се увеличи многократно броят на измерванията. Съществува цяла мрежа от станции с геодезически лазери, които в бъдеще биха могли да помогнат за изграждането на много точен каталог на орбититите на космически отломки. По-точните орбити ще бъдат от съществено значение в бъдеще, за да се избегнат сблъсъци и да се подобри безопасността и устойчивостта в космоса."
