Астрономы волнуются, что частные компании продвигают запуск спутников
С момента запуска "Спутника-1" в 1957 году нижняя орбита вокруг Земли становится все более загруженной: на сегодняшний день на ней запущено более 2200 спутников. Эти спутники - наряду с компонентами ракет-носителей и мусором, образовавшимся в результате механического распада, столкновений и взрывов, - в настоящее время заполняют этот регион "туманом" космического мусора.
И там становится все оживленнее. За последние несколько недель SpaceX запустила 60 новых спутников в рамках своей программы Starlink. Это приводит к тому, что в настоящее время в общей сложности около 400 спутников Starlink находятся на низкой околоземной орбите в рамках программы, направленной на обеспечение дешевого спутникового доступа в интернет для всех желающих. В конечном итоге эта программа могла бы вывести на орбиту вокруг Земли почти 12 000 спутников.
Поскольку Amazon, канадский Telesat и другие компании планируют спутниковые группировки подобного масштаба, низкая околоземная орбита становится все более переполненной.
Размеры обломков варьируются от нескольких микрон до многих метров. Стюарт Грей, аэрокосмический инженер из Университета Стратклайда, создал потрясающую визуализацию, в которой выделяются более 20 000 объектов размером более 10 см, в настоящее время находящихся на орбите Земли. Но есть много миллионов частиц размером 1 мм и меньше.
Закрываем наше окно во Вселенную?
Астрономы-любители уже выражают озабоченность по поводу увеличения числа ярких движущихся объектов в ночном небе. Но беспокойство, пожалуй, гораздо больше для профессионалов.
Теснота на низкой околоземной орбите имеет неизбежные последствия для наземных астрономов. Яркие поверхности на спутниках могут отражать солнечные лучи – что приводит к вспышке солнечного света, направленного на поверхность Земли. Такие интенсивные всплески света намного сильнее, чем слабые источники света, обычно наблюдаемые астрономами, и будут препятствовать наблюдению удаленных объектов в космосе.
Миллиарды уже потрачены на существующие оптические телескопы, и еще много миллиардов будет вложено в новые платформы в следующем десятилетии, такие как Европейский экстремально большой телескоп, строящийся на плато Атакама в Чили. Существует острая конкуренция за время наблюдений за такими ресурсами, поэтому к любой потенциальной угрозе, связанной с отражениями со спутников, следует относиться серьезно, поскольку они могут сделать невозможными некоторые наблюдения, определяющие наше понимание эволюции Вселенной.
SpaceX заверил общественность, что "Старлинк" не будет способствовать усугублению этой проблемы, и заявил, что он предпринимает шаги по снижению воздействия своих спутников на астрономические наблюдения - даже в плане проверки того, может ли черное покрытие на его спутниках уменьшить видимость, и, при необходимости, корректировки орбит некоторых из спутников.
Запустив около 3% своей запланированной группы спутников, SpaceX, по крайней мере, реагирует на опасения, высказываемые астрономами. Будем надеяться, что и другие учреждения, планирующие запуски спутниковых группировок, также заранее рассмотрят свои планы по сокращению этой серьезной проблемы для астрономических наблюдений.
Но теснота на низкой околоземной орбите также имеет последствия для спутников и других космических аппаратов, в том числе предназначенных для перевозки людей. Чтобы выйти на орбиту, спутники стремятся найти баланс между своей скоростью и воздействием на них земного притяжения. Скорость, с которой спутник должен двигаться для достижения этого равновесия, зависит от его высоты над землей. Чем ближе к Земле, тем быстрее достигается требуемая орбитальная скорость.
На высоте 124 мили (200 км) требуемая орбитальная скорость составляет чуть более 17 000 миль в час (около 7,4 км/с). Любой объект, сброшенный спутником или другим транспортным средством на орбиту, будет поддерживать ту же орбитальную скорость. Таким образом, столкновения между такими объектами могут происходить на комбинированных скоростях потенциально до 34 000 миль в час на 124 милях (если это лобовое столкновение). Последствия таких столкновений могут быть серьезными для астронавтов и космических станций – как показывают драматические сцены открытия фильма "Гравитация" 2013 года.
Существует ударная защита на спутниках и космических аппаратах, которая предназначена для предотвращения столкновения с ними объектов размером менее 1 см. В лучшем случае это сделает экранирование - хотя создаваемый электромагнитный импульс может мешать работе электронных систем. В худшем случае, более крупные куски космического мусора могли бы проникнуть в транспортные средства. Это может привести к внутреннему ущербу и дезинтеграции, которые угрожают безопасности миссии.
Поэтому космические агентства, такие как НАСА и ЕКА, создали программы исследования орбитального мусора для наблюдения за таким мусором и разработки стратегий борьбы с его последствиями.