О том, что с каждым новым запущенным спутником мы приближаемся к серьезному ухудшению орбитальной среды и даже к катастрофическим последствиям, говорят давно. Однако сегодня ученые оценили, сколько времени потребовалось бы для предотвращения ЧП, и ответ оказался крайне неутешительным.
Юлия Литвиненко
Стремительно растущая группировка спутников на низкой околоземной орбите становится все более уязвимой к событиям космической погоды. Согласно расчетам ученых, аппараты начнут сталкиваться уже через 2,8 дня, если потеряют маневренность во время солнечной бури или другого сбоя.
«Даже одиночное столкновение может иметь катастрофические долгосрочные последствия», — объясняют эксперты и предупреждают, что предотвращать подобные инциденты становится все сложнее.
За последние семь лет число спутников увеличилось в разы: с четырех тысяч до почти 14 тысяч. При этом десять тысяч из них по состоянию на конец 2025 года — это аппараты Starlink.
Такой резкий рост означает, что аппараты постоянно должны маневрировать, чтобы не столкнуться друг с другом. В противном случае металлические осколки, рассыпавшиеся после аварии, могли бы сделать части околоземной орбиты непригодными для использования.
«Синдром Кесслера» как новая реальность
Авторы нового исследования, изучив орбиты спутниковых мегасозвездий вокруг Земли, пришли к выводу, что человечество может опасно близко приблизиться к катастрофическому явлению, известному как «синдром Кесслера».
Имеется в виду ситуация, когда одно событие (например, взрыв спутника) на низкой околоземной орбите запускает цепную реакцию: обломки разрушают другие аппараты. Все это в итоге может сделать низкую околоземную орбиту (НОО) непригодной для использования на поколения.
В худшем случае, как предполагают некоторые ученые, это может фактически «запереть» нас на планете, лишив возможности исследовать Солнечную систему.
В 1978 году, когда эксперт NASA Дональд Кесслер впервые предложил такую идею, это казалось чем-то очень далеким. Теперь же это превращается в мрачную реальность. Сегодня подобные опасения становятся только сильнее — в последние годы геомагнитные бури нередко выбивали спутники с орбиты.
Ранее исследования уже подтвердили, что солнечные бури способны выводить из строя навигационные и коммуникационные системы спутников. Обычно они влияют на работу аппаратов двумя способами.
- Во-первых, они нагревают атмосферу, вызывая увеличение аэродинамического сопротивления, при этом становится сложнее вычислить положение некоторых спутников. Усиленное сопротивление заставляет их тратить больше топлива на поддержание высоты орбиты, а также выполнять уклоняющие маневры, если их траектория может пересечься с траекторией другого аппарата.
- Во-вторых (и, возможно, это более серьезно), солнечные бури могут вывести из строя навигационные и коммуникационные системы самих спутников. Это лишает их возможности маневрировать, чтобы уйти от опасности, а в сочетании с увеличенным аэродинамическим сопротивлением и нагретой атмосферой это может привести к практически немедленной катастрофе.
Ученые: мы можем не успеть предотвратить космическую катастрофу
В своем исследовании команда ученых попыталась оценить опасность столкновений и определить, сколько времени операторы спутников имели бы для корректировки курсов и предотвращения катастрофы в случае потери контроля из-за солнечных бурь.
Они, в частности, предложили новую метрику — CRASH Clock (Collision Realization And Significant Harm, или «Часы катастрофы», по аналогии с «Часами Судного дня»), чтобы количественно оценивать этот риск.
Выяснилось, что если бы все спутники на орбите в 2018 году — до первого запуска Starlink компанией SpaceX в 2019 году — внезапно утратили способность маневрировать, столкновение произошло бы через 121 день. Сегодня же этот показатель составляет всего 2,8 дня из-за большого числа спутников на орбите.
«Мы были шокированы, что это так мало», — заявила сотрудница Принстонского университета Сара Тиле, участвовавшая в исследовании.
По словам ученых, это означает 30-процентную вероятность одного или нескольких столкновений спутников в течение 24 часов, если аппараты останутся «обездвиженными». Дальнейший рост орбитального трафика может перевести риск столкновений из «зоны предостережения» в «зону опасности», что будет означать 50-процентную вероятность как минимум одного столкновения в течение 24 часов.
При этом расчеты исследователей не учитывали влияние атмосферного трения (сила, которая замедляет движение воздуха и изменяет его направление), что могло бы еще больше осложнить проблему, оставляя крайне мало времени для предотвращения космического ЧП.
В ближайшие годы планируется запуск десятков тысяч новых спутников компаниями SpaceX, Amazon и несколькими китайскими компаниями. Это означает, что, скорее всего, показатель CRASH Clock снизится еще больше, увеличивая вероятность столкновений.
«Страшно об этом думать», — добавила Тиле.
Чем грозит столкновение спутников
Как правило, аварии, происходящие со спутниками, сопряжены с целым рядом рисков:
На орбите:
- Обломки угрожают действующим аппаратам, нарушая работу GPS, метеопрогнозирования, связи и оборонных систем.
- Кроме того, спутники и космический мусор оставляют световые полосы, мешающие наземным астрономическим наблюдениям.
Сход с орбиты:
- Большинство обломков обычно сгорает в атмосфере, но крупные фрагменты могут достигать поверхности Земли и в некоторых случаях способны разрушить здания, привести к травмам или гибели людей.
- При испарении спутников в атмосферу могут попадать вещества, разрушающие озоновый слой.
- Спутники с ядерными источниками энергии несут риск радиоактивного загрязнения при падении.
- Иногда неконтролируемые сходы аппаратов с орбиты могут привести к закрытию воздушного пространства.
Последствия для общества:
- Учитывая, что современная инфраструктура во многом зависит от спутников, их утрата напрямую сказывается на повседневной жизни.
- Зависимость от частных спутников создает определенные риски для государственных и военных операций.
Впрочем, вероятности того, что мощная солнечная буря выведет из строя навигационные и коммуникационные системы спутников, пока можно не бояться. Согласно предварительным оценкам специалистов Лаборатории солнечной астрономии ИКИ и ИСЗФ, мощных магнитных бурь в ближайшие дни не предвидится. Возможны лишь небольшие геомагнитные возмущения.
На днях астрономы сообщили, что на Солнце, скорее всего, наступает очередной двухнедельный период спокойствия.
«Еще примерно в середине октября звезда вошла в своеобразный цикл — две недели гиперактивности и затем две недели тишины — и пока этот шаблон продолжает держаться», — отметили эксперты.
По их оценкам, неделя должна быть спокойной.
---