Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Академии ВВС США разработали компактное устройство под названием «космический спидометр», предназначенное для измерения скорости спутников в режиме реального времени. Это изобретение призвано решить растущую проблему космического трафика и обеспечить более безопасную навигацию спутников, особенно в условиях перегруженной низкой околоземной орбиты (НОО). Потенциально устройство может быть использовано и на спутниках, вращающихся вокруг других планет.
Необходимость в подобной технологии обусловлена экспоненциальным ростом числа спутников на орбите Земли – с 2287 в 2019 году до более чем 10 000 к 2024 году. Существующие методы слежения, основанные на наземных радарах и GPS, имеют ограничения: данные о скорости и местоположении спутника можно получить только тогда, когда он находится в зоне видимости наземной станции, что может занимать от нескольких часов до нескольких суток. Кроме того, GPS-сигнал может быть ненадежен во время солнечных бурь, когда точное отслеживание для уклонения от космического мусора наиболее критично.
«Космический спидометр» предлагает решение этой проблемы, предоставляя спутникам возможность самостоятельно измерять свою скорость в режиме реального времени. Устройство оснащено двумя небольшими плазменными датчиками, один из которых направлен вперед, а другой – назад. Принцип работы аналогичен движению автомобиля в сильный ливень: лобовое стекло сталкивается с большим количеством капель дождя на высокой скорости, в то время как на заднее стекло попадает меньше капель и с меньшей скоростью. «Спидометр» измеряет скорость и энергию заряженных частиц (ионов и электронов) в верхних слоях атмосферы Земли. Сравнивая данные с переднего и заднего датчиков, спутник может точно рассчитать свою скорость. Эта технология, на которую в настоящее время подана заявка на патент, позволит улучшить прогнозирование местоположения спутников, более эффективно маневрировать и избегать столкновений с другими объектами на орбите.