I en banbrytande vetenskaplig prestation har forskare för första gången använt distribuerad akustisk avkänning (DAS) för att registrera de geofysiska effekterna av en rymdkapsels återinträde i jordens atmosfär13.
OSIRIS-REx-uppdraget
Den 24 september 2023 återvände provtagningskapseln från NASA:s OSIRIS-REx-uppdrag till jorden efter att framgångsrikt ha samlat in prover från asteroiden Bennu13. Uppdraget, som startade 2016, nådde asteroiden Bennu 2018 och samlade in prover från dess yta under de följande två åren6. Dessa prover förväntas ge värdefulla insikter om förhållandena i det tidiga solsystemet6.
Revolutionerande mätmetod
Forskningsteamet, lett av Dr. Carly Donahue från Los Alamos National Laboratory, utnyttjade det faktum att kapselns bana och tidpunkt för återinträde var kända i förväg15. Detta gav en unik möjlighet att strategiskt placera ut mätinstrument för att registrera de geofysiska signalerna som producerades när kapseln färdades med hypersonisk hastighet genom atmosfären5.
Teamet placerade ut:
- Två DAS-interrogatorer
- Över 12 kilometer fiberoptiska kablar utlagda på markytan
- Sex seismometer-infraljudsensorpar
Utrustningen placerades på två platser nära Eureka, Nevada35. Detta var första gången som en sådan teknik användes för att registrera en rymdkapsels återinträde3.
Resultat och upptäckter
DAS-interrogatorerna registrerade en impulsiv ankomst med en förlängd svans som hade liknande egenskaper som de som registrerades av både seismometrar och infraljudsensorer5. Trots att signal-brus-förhållandet i DAS-data var lägre än för de seismiska och infraljuddata, möjliggjorde den extremt täta placeringen av fiberoptiska sensorer att fler faser kunde urskiljas tydligt5.
En av de mest anmärkningsvärda aspekterna av denna studie var att forskarna kunde visualisera den kontinuerliga transformationen av ljudvågfronten när den träffade marken56. Detta gav en unik inblick i hur ljudbommen påverkades av den ojämna terrängen i Nevadaöknen16.
Framtida tillämpningar
Dr. Donahue betonade att dessa resultat kan bana väg för en djupare förståelse av effekterna av meteoroider och asteroider som kommer in i jordens atmosfär14. Genom att använda ett tätt nätverk av sensorer skulle forskare kunna förbättra metoderna för att uppskatta banor och storlekar på inkommande rymdföremål, vilket förbättrar noggrannheten i framtida förutsägelser14.
Efter att ha slutfört sitt primära uppdrag har OSIRIS-REx-rymdfarkosten döpts om till OSIRIS-APEX och förbereds för nästa fas av sitt uppdrag. År 2029 planeras den att nå asteroiden Apophis för att samla in ytterligare prover16.
Citations:
- https://en.imarabic.com/a-unique-observation-optical-fibers-capture-the-return-of-a-space-capsule-to-earth/
- https://www.lanl.gov/media/news/1014-asteroid-sample-return
- https://arxiv.org/abs/2410.03034
- https://www.iflscience.com/acoustic-sensors-detect-spacecrafts-sample-return-capsule-plummeting-into-earths-atmosphere-78332
- https://pubs.geoscienceworld.org/ssa/srl/article/doi/10.1785/0220240394/652240/Detection-of-a-Space-Capsule-Entering-Earth-s
- https://phys.org/news/2025-03-space-capsule-earth-atmosphere-acoustic.html
- https://seismosoc.secure-platform.com/a/gallery/rounds/38/details/11241
- https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2024EA003640
- https://scitechdaily.com/hypersonic-reentry-how-osiris-rex-transformed-space-science/
- https://newsmediarelations.colostate.edu/inthenews/space-capsule-entering-earths-atmosphere-detected-with-distributed-acoustic-sensing/
- https://www.linkedin.com/posts/thomas-coleman-0605202a_space-capsule-entering-earths-atmosphere-activity-7304976404759105538-_dWe
- https://www.universetoday.com/?p=170018&page=3
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11602534/
- https://agu.confex.com/agu/agu24/meetingapp.cgi/Paper/1607730
Answer from Perplexity: pplx.ai/share
