Ученые рассчитали, когда может произойти первая серьезная авария на орбите
Американские исследователи смоделировали будущее земной орбиты. По их расчетам, если спутники внезапно потеряют способность маневрировать (например, в результате солнечной активности), первое опасное столкновение между аппаратами произойдет не через годы и даже не через месяцы, а намного раньше. Это создаст непреодолимую угрозу для всех космических миссий.
Околоземная орбита давно перестала быть пустым пространством и сегодня заполнена искусственными спутниками. Последние семь лет их количество росло невиданными темпами. Если в 2018 году вокруг планеты вращалось почти четыре тысячи аппаратов, то в 2025-м — уже 14 тысяч.
Основной драйвер бума — развертывание так называемых мегасозвездий, группировок из сотен и тысяч небольших спутников, запускаемых для обеспечения глобального интернета, особенно в местах, где он недоступен или слишком дорогой. Пионером и безусловным лидером в этой области стала компания SpaceX с ее проектом Starlink. С момента первого запуска в 2019 году компания вывела на орбиту высотой от 340 до 550 километров более девяти тысяч аппаратов.
Каждый новый спутник на орбите — не только потенциальная польза, но и новые риски. Чем больше объектов там находится, тем выше вероятность столкновений между ними. Чтобы не врезаться, инженеры постоянно меняют курс аппаратов — буквально «разводят» в разные стороны. Без этих маневров столкновения стали бы неизбежными.
Масштаб проблемы хорошо виден на примере Starlink. Только с 1 декабря 2024 года по 31 мая 2025 года эти спутники выполнили 144 404 маневра уклонения. Если смотреть на всю группировку в целом, получается, что спутник меняет траекторию примерно каждые 1,8 минуты. То есть в космосе почти непрерывно кто-то кому-то «уступает дорогу». Эта сложная орбитальная «хореография» держится на точных расчетах и бесперебойной связи с Землей.
Раньше исследователи понимали, что на околоземной орбите спутников становится слишком много и риск столкновений увеличивается. Но у специалистов не было простого и наглядного способа показать серьезность проблемы. Ученые пользовались сложными расчетами, формулами и вероятностями. Такие модели трудно сравнивать между собой и еще труднее с помощью них объяснять проблему тем, кто не занимается космосом профессионально. Иными словами, не существовало одного показателя, простой «шкалы напряжения», по которой сразу видно, насколько перегружена орбита и насколько нестабильной стала созданная человеком среда из тысяч спутников.
Проблему решила команда американских инженеров и астрономов под руководством Сары Тиле (Sarah Thiele) из Принстонского университета. Ученые разработали новую надежную метрику для оценки риска столкновений искусственных спутников на орбите. Модель получила название CRASH Clock — отсылка к печально известным «Часам Судного дня» (Doomsday Clock), которые символизируют угрозу ядерной войны. Исследователи сознательно провели эту параллель, чтобы подчеркнуть серьезность ситуации.
CRASH Clock использует открытые данные о положениях аппаратов в космосе и отвечает на вопрос: сколько времени пройдет до первого катастрофического столкновения на орбите, если спутники внезапно утратят возможность маневрировать? Речь идет не о единичной поломке, а о массовом сбое систем управления или потери связи, который парализует всю орбитальную группировку.
Расчеты показали, что в 2018 году, до начала развертывания мегасозвездия Starlink, при потере контроля над всеми аппаратами первое столкновение произошло бы примерно через 121 день. Сегодня этот срок значительно сократился. По состоянию на 2025 год, если операторы спутников потеряют возможность отдавать команды, первая серьезная авария случится уже через 2,8 дня.
Главный сценарий, который может вывести из строя систему управления спутниками, — мощная геомагнитная буря. Она угрожает аппаратам двумя способами.
Во-первых, во время этого события сильно нагреваются и расширяются верхние слои атмосферы, что увеличивает сопротивление для спутников. Аппараты начинают терять высоту и могут не вернуться на заданную орбиту или преждевременно сойти с орбиты и сгореть в атмосфере.
Чтобы оставаться на нужной высоте, инженеры включают двигатели. Это компенсирует эффект атмосферного торможения. То есть специалисты вынуждены тратить больше топлива на коррекцию орбиты. В мае 2024 года Землю накрыла крайне сильная геомагнитная буря уровня G5. В результате примерно половина всех активных спутников выполнили такие аварийные маневры.
Во-вторых, и это более опасно, геомагнитные бури могут повредить электронику спутников, лишив их связи с Землей и возможности двигаться. В таком случае аппарат превращается в неуправляемую «слепую» болванку на орбите.
Если бы сегодня повторилось «Событие Кэррингтона» 1859 года (самая мощная в истории геомагнитная буря), скорее всего, управление большей частью орбитальной группировки было бы парализовано. Конечно, маловероятно, что все спутники одновременно вышли бы из строя, но даже частичная потеря контроля может привести к серьезной аварии.
Первый задокументированный случай столкновения на орбите двух спутников произошел в 2009 году. Тогда на высоте 776-789 километров столкнулись рабочий американский коммерческий спутник связи Iridium 33 и вышедший из строя российский военный аппарат «Космос-2251». Результат — сотни фрагментов, которые до сих пор представляют угрозу на орбите.
В наши дни такое столкновение привело бы к куда более серьезным последствиям. Образовавшиеся обломки, разлетаясь с огромной скоростью, повредили бы или уничтожили соседние спутники. Это породило бы новые обломки и запустило неконтролируемую цепную реакцию с уничтожением тысяч аппаратов. Ученые называют этот сценарий синдромом Кесслера — процесс, который может на десятилетия сделать околоземное пространство непригодным для полетов.
Согласно новому исследованию, в ближайшие годы проблема лишь усугубится. SpaceX продолжит расширение своей группировки. Еще десятки тысяч спутников планируют вывести на орбиту Amazon и несколько китайских компаний, что неминуемо приведет к переводу стрелок на CRASH Clock.
Результаты исследования опубликованы на сайте препринтов Корнеллского университета.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователям удалось обнаружить у побережья филиппинского острова Лусон останки «Хофуку Мару» — печально известного японского плавучего концлагеря, подорванного торпедой союзников в 1944 году. Затонувший корабль стал братской могилой более чем для тысячи военнопленных, находившихся на борту.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии