Una defunta stazione spaziale cinese, Tiangong-1, dovrebbe cadere sulla Terra da un giorno all'altro, il 31 marzo, dare o prendere qualche giorno. Quando lo fa, sarà il più grande oggetto artificiale a rientrare nell'atmosfera terrestre in un decennio.

Mentre il giorno si avvicina, Vishnu Reddy, assistente professore di scienze planetarie dell'Università dell'Arizona, e Tanner Campbell, uno studente laureato in ingegneria aerospaziale e meccanica, stanno monitorando il suo rientro utilizzando un $ 1, 500 sensori ottici che hanno costruito in quattro mesi.

Tiangong-1 ingrandisce l'orbita terrestre bassa

Lanciato nel 2011, Tiangong-1 è servito come laboratorio per tre missioni con equipaggio e inizialmente era destinato a disorbitare nel 2013. Ora mentre cade, apparentemente incontrollabile, attraverso lo spazio, i ricercatori di tutto il mondo si stanno affannando per prevedere quando e dove arriverà.

Tiangong-1 occupa un'orbita terrestre bassa, o LEONE. LEO è relativamente vicino alla superficie terrestre rispetto ad altre orbite, come l'orbita terrestre media e l'orbita geostazionaria, uno spazio lontano dove risiedono i satelliti di comunicazione.

Per molte ragioni, è più difficile tracciare e prevedere il percorso degli oggetti in LEO rispetto alle loro controparti più distanti, perché "gli oggetti si muovono molto velocemente, " dice Reddy. A 17 anni, 400 miglia orarie, Tiangong-1 orbita attorno alla Terra ogni 90 minuti.

Oltre a ciò, gli oggetti in LEO si scontrano con qualcosa chiamato "trascinamento" quando si avvicinano alla Terra:più velocemente viaggia un oggetto, più è difficile che si muova attraverso l'aria. Nel modo in cui una mano tenuta fuori dal finestrino di un'auto che va a 70 mph è più difficile da controllare di una fuori da un'auto che va a 20 mph, lo stesso vale per Tiangong-1 quando rientra nell'atmosfera terrestre. Il trascinamento rende più difficile la previsione.

A causa della durezza dell'ambiente di LEO, nessuna navicella rimane lì per sempre; Il volo di sette anni di Tiangong-1 non è insolitamente breve.

Tracciamento di oggetti in LEO

Al momento, i ricercatori principalmente tracciano e prevedono i percorsi degli oggetti in LEO utilizzando sistemi radar a terra che rilevano e catalogano gli oggetti.

È un'operazione estremamente costosa disponibile solo per pochi paesi selezionati i cui militari possono permetterselo. Gli Stati Uniti sono uno di questi, con il sofisticato Space Fence dell'Air Force.

Quando è arrivata la notizia del rientro di Tiangong-1 sulla Terra, Reddy ha visto l'opportunità di provare a rintracciarlo con qualcosa di meno sofisticato e meno costoso. Si chiese, "Dall'UA, possiamo fare qualcosa di significativo per contribuire ai nostri interessi di sicurezza nazionale?"

Lui e Campbell hanno trascorso quattro mesi a progettare e costruire il $ 1, Sistema di sensori ottici hardware e software 500 per testare proprio questa domanda. Stanno raccogliendo dati sulla posizione di Tiangong-1 da diverse settimane.

"Ovviamente non saremo in grado di ottenere dati così accurati e precisi come possono ottenere, ma stiamo cercando di vedere cosa possiamo ottenere e quanto i nostri prodotti derivati ​​corrispondano, " dice Campbell. "Un sistema come il nostro è molto più accessibile al mondo accademico che può anche contribuire".

"Sta dando l'opportunità ai nostri studenti di svolgere un ruolo nella consapevolezza della situazione spaziale, "dice Reddy.

Portare i risultati nel mondo reale

Reddy e Campbell spiegano che, per adesso, stanno semplicemente mettendo alla prova il loro sistema di sensori ottici e vedendo di cosa è capace, un test per il quale Tiangong-1 è il soggetto perfetto.

"Il radar ha vantaggi e svantaggi, come fa l'ottica, " dice Reddy. "Se siamo riusciti a trovare qualcosa che vale anche la metà del radar ma che può essere fatto a un decimo del costo, potrebbero esserci dei problemi che possiamo risolvere in questo modo."

Reddy usa l'esempio di posizionare uno di questi sistemi in ogni caserma dei pompieri negli Stati Uniti. Considerando che il radar deve essere presidiato e gestito, i sensori ottici possono funzionare autonomamente e possono raccogliere dati simili in modo efficace.

"Non stiamo cercando di sostituire il radar, ma è un complemento, "dice Campbell.

Reddy e Campbell stanno ora posizionando una serie di questi sensori su un singolo supporto da installare presso la Biosphere 2 dell'UA, tutto allo scopo di tracciare oggetti in LEO.

"Fondamentalmente, stiamo cercando di sviluppare metodi che siano convenienti per il contribuente, formare la prossima generazione di scienziati e ingegneri come Tanner, e mostrare al mondo che possiamo essere migliori amministratori del nostro prezioso spazio orbitale, "dice Reddy.

Campbell prevede di presentare i risultati del loro lavoro sul monitoraggio di Tiangong-1 alla Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference questo autunno.