Эксперт CBK PAN: несмотря на толпы на орбите, места всё ещё предостаточно

За последние шесть месяцев спутники Starlink совершили около 150 000 манёвров, чтобы избежать столкновений. Вскоре на низкую околоземную орбиту будут выведены ещё десятки тысяч спутников. Перенаселенность может вызывать опасения, но места всё ещё предостаточно, считает доктор Томаш Барчиньский из Центра космических исследований Польской академии наук.

Низкая околоземная орбита (НОО) — это область на высоте от 200 до 2000 км над Землей. Именно здесь осуществляется большинство пилотируемых космических полётов. Среди прочего, на НОО вращается Международная космическая станция (МКС). Объекты на низкой околоземной орбите имеют скорость около 27 400 км/ч (8 км/с) и совершают один оборот вокруг Земли каждые 90 минут.

В связи с ростом числа спутников на низкой околоземной орбите возникает, среди прочего, вопрос о том, каков предел заполнения орбиты и приближаемся ли мы к нему.

«Это хороший вопрос, но на него сложно дать однозначный ответ. Если рассматривать крайний случай, когда столкновения можно избежать без манёвра спутников, то мы уже превысили этот предел. Столкновения действительно случаются. Однако если допустить небольшой риск столкновения и возможность манёвра спутников, ситуация кардинально меняется», — рассказал агентству PAP доктор Барчиньский, специалист Центра космических исследований Польской академии наук.

По его словам, это все равно, что сравнивать город, где водители не смотрят, куда едут, и мы хотим избежать аварий, с городом, где каждый водитель хорошо подготовлен, и мы понимаем, что аварии иногда случаются.

«Трудно сказать наверняка, много ли у нас ещё места на орбите или нет. Чётких экспертных мнений по этому вопросу нет. Однако, если предположить определённый риск и использовать различные технологии, похоже, у нас ещё есть большой орбитальный океан для освоения», — объясняет доктор Барчиньски.

Он предупреждает, что пока нам не грозит опасная цепная реакция, известная как эффект Кесслера. Она происходит, когда космический мусор сталкивается друг с другом и распадается, создавая всё новые и всё более мелкие фрагменты.

«Это теоретическая возможность, при которой столкновения или взрывы на орбите создают обломки, которые разрушают другие спутники и другие объекты, создавая ещё больше мусора. Это создаёт лавинообразный эффект, который в конечном итоге заполняет всю орбиту фрагментами разрушенных спутников и других объектов. Мы пока не видим этого процесса, но возможно, что мы просто находимся на очень ранней стадии этого явления. Затем долгое время ничего не будет видно, а затем начнётся неостановимая цепная реакция», — описывает эксперт.

— Чтобы продолжать работу на орбите, нам пришлось бы разрабатывать какие-то совершенно неизвестные технологии или производить бронированные спутники и станции, — добавляет он.

Тогда низкая орбита на долгое время станет непригодной для использования человечеством.

«Орбита очистится сама собой. На низкой околоземной орбите в атмосфере всё ещё присутствуют молекулы воздуха, которые замедляют все объекты и заставляют их возвращаться в атмосферу. Однако это занимает много времени. Такое очищение орбиты, вероятно, займёт десятилетия. Между тем, наша цивилизация и так сильно зависит от спутников», — подчёркивает эксперт.

Для предотвращения проблем и обеспечения бесперебойной работы растущего парка орбитальных объектов решающее значение будут иметь соответствующие технологии.

«Большинство манёвров уклонения спутников не влияют на работу этих устройств. Такие события, можно сказать, для нас незаметны», — говорит доктор Барчиньски.

На орбите мы также сталкиваемся с так называемым космическим мусором, который в основном образуется в результате распада спутников или частей ракет, что на техническом языке называется фрагментацией.

«Мы говорим не только о столкновениях, но и о взрывах. Часть ракеты, всё ещё содержащая топливо, может взорваться. Даже аккумулятор на спутнике может взорваться. Такие ситуации встречаются гораздо чаще, чем столкновения. И столкновения, и взрывы создают облако фрагментов объекта, отчасти напоминающее кольца Сатурна. Большая часть обломков отслеживается с Земли, но это невозможно из-за их малого размера. Кроме того, некоторые спутники могут самостоятельно наблюдать за окружающим пространством и при необходимости совершать соответствующие манёвры», — пояснил он.

Одним из ключевых элементов поддержания орбиты в пригодном для использования состоянии станет вывод с орбиты отработавших спутников.

«Чтобы уменьшить перегрузку на низкой околоземной орбите и связанные с этим риски, уже подписаны соглашения, определяющие срок службы каждого объекта, отправляемого на орбиту. Они должны либо сойти с орбиты, либо, при наличии достаточного количества топлива, подняться на очень высокую, так называемую орбиту захоронения», — сказал доктор Барчиньский.

Переполнение орбиты НОО также означает повышенный риск для таких космических станций, как МКС.

«Спутники обычно располагаются на высоте около 500–600 км, МКС — около 400 км, а китайская станция «Тяньгун» — ещё ниже. Однако проблемы могут возникнуть, когда тысячи спутников, расположенных чуть выше, выработают свой ресурс. Поэтому станциям также придётся чаще выполнять манёвры уклонения», — пояснил эксперт.

Рассматриваются и другие подходы к решению проблемы.

«Ведутся работы и по использованию орбит, расположенных ещё ниже орбит космических станций. Однако здесь трение об атмосферу относительно сильное. Более того, оно существенно меняется в зависимости от солнечной активности, что приводит к значительной нестабильности. Также рассматриваются так называемые псевдоспутники – например, планирующие на очень больших высотах самолёты. Они могут зависать над заданной областью в течение длительного времени и выполнять функции спутников. Дальнейшие технологии, которые помогут обеспечить возможность работы на орбите и вблизи неё, несомненно, будут расширяться и становиться всё более совершенными. Поэтому этот орбитальный «океан», о котором я говорил, вероятно, будет расширяться для нас ещё долгое время», – сказал доктор Барчиньский.

Марек Матач (PAP)

коврик/ бар/ амак/