Количество спутников на околоземных орбитах быстро растёт, и вместе с ним увеличивается риск столкновений и образования новых обломков. Новое исследование показывает, что опасность может зависеть не только от общего числа космических аппаратов, но и от размера конкретной спутниковой группировки. После определённого порога даже хорошо управляемая система способна перейти в состояние, при котором количество обломков начинает расти неустойчиво.
По состоянию на 2026 год на орбиту Земли уже было запущено около 30 тысяч спутников. При этом регуляторы получили заявки на создание новых группировок, совокупный размер которых приближается к 1,7 миллиона аппаратов. Если реализовать все рассматриваемые проекты, количество объектов на орбите увеличится многократно.
Исследование показывает, что традиционной оценки риска для отдельных спутников недостаточно. Большая группировка сама становится самостоятельным источником риска: множество аппаратов постоянно взаимодействуют друг с другом, с уже существующим космическим мусором и с новыми обломками, возникающими при авариях.
Почему проблема космического мусора становится всё серьёзнее
Околоземное пространство уже не является пустым.
Помимо работающих спутников, вокруг Земли находятся отработавшие аппараты, ступени ракет, фрагменты разрушенных спутников и множество более мелких объектов.
Особую опасность представляют столкновения на больших орбитальных скоростях. Даже сравнительно небольшой фрагмент может повредить или полностью вывести из строя работающий космический аппарат.
При разрушении крупного спутника ситуация становится ещё сложнее. Вместо одного объекта появляется большое количество фрагментов, каждый из которых продолжает двигаться по орбите и потенциально способен столкнуться с другим аппаратом.
Так возникает положительная обратная связь: больше обломков означает больше потенциальных столкновений, а больше столкновений создаёт ещё больше обломков. Именно такой процесс лежит в основе сценария, который называют синдромом Кесслера.
При этом не каждое столкновение автоматически приводит к неконтролируемой цепной реакции. Существенную роль играют высота орбиты, количество объектов, их размеры, способность выполнять манёвры уклонения и то, насколько быстро вышедшие из строя аппараты покидают орбиту.
Главная проблема новых мегасозвездий
За последние годы космическая отрасль перешла от запуска отдельных спутников к созданию огромных орбитальных группировок.
Такие системы предназначены, в частности, для предоставления интернет-доступа и других услуг.
Их принципиальное отличие от традиционных спутниковых систем заключается в количестве аппаратов. Вместо нескольких спутников одна компания или несколько операторов могут размещать на орбите сотни, тысячи или даже сотни тысяч космических аппаратов.
Для пользователя такая архитектура может обеспечивать более широкое покрытие и резервирование: если один спутник перестаёт работать, его функцию способны взять на себя другие аппараты.
Но с точки зрения космической безопасности увеличение количества спутников создаёт совершенно другую задачу.
Риск теперь нельзя рассматривать только для одного аппарата.
Если в одной орбитальной области находятся тысячи спутников, вероятность взаимодействий между ними становится свойством всей системы.
Что показало новое исследование
Исследователь Хью Льюис из Университета Бирмингема разработал аналитическую модель, позволяющую оценивать критический размер спутниковой группировки.
Под критическим размером понимается такое количество спутников, после которого система может перейти в неустойчивое состояние, связанное с ростом числа обломков.
В исследовании учитывались не только сами спутники, но и способность операторов выполнять манёвры уклонения от столкновений, а также скорость удаления аппаратов с орбиты после окончания их эксплуатации.
Модель была применена к 16 спутниковым группировкам — уже существующим, частично развёрнутым или находящимся на стадии планирования.
Результат оказался неоднозначным: шесть группировок пересекли порог, за которым количество обломков может расти без устойчивого ограничения, а ещё три оказались в зоне неустойчивости, где накопление мусора возможно, хотя полностью неконтролируемый рост не прогнозируется.
Опасными могут оказаться не только самые большие группировки
Один из наиболее важных результатов исследования заключается в том, что опасность не определяется исключительно количеством спутников.
Казалось бы, наибольшую угрозу должны представлять группировки с десятками или сотнями тысяч аппаратов.
Однако модель показала, что проблема может возникать и у значительно меньших систем.
В одном из рассмотренных случаев неустойчивость появилась у группировки, состоящей всего из нескольких сотен спутников. Причиной оказалась конфигурация орбит.
Другой пример показал, что даже небольшие спутники могут привести к проблемному сценарию, если они не способны выполнять манёвры уклонения из-за отсутствия соответствующей двигательной установки.
Следовательно, количество аппаратов — лишь один из факторов.
Не менее важны их размеры, орбиты, способность маневрировать и скорость удаления с орбиты после завершения работы.
Что такое критический размер группировки
Критический размер нельзя понимать как универсальное число спутников, например «после 10 тысяч аппаратов орбита становится опасной».
Такого единого порога не существует.
Для каждой группировки он зависит от характеристик спутников и орбитальной конфигурации.
Если аппараты быстро покидают орбиту после окончания работы, они проводят меньше времени в космосе и имеют меньше возможностей столкнуться с другими объектами.
Если спутники способны обнаруживать опасные сближения и выполнять манёвры уклонения, вероятность столкновения также уменьшается.
Напротив, большое количество аппаратов, длительное нахождение на орбите и невозможность маневрировать повышают риск.
Поэтому две группировки одинакового размера могут иметь совершенно разный уровень орбитальной опасности.
Почему столкновение особенно опасно для спутниковых созвездий
Представим ситуацию, в которой два спутника сталкиваются на орбите.
После столкновения вместо двух крупных объектов появляется облако фрагментов.
Некоторые из них могут иметь достаточно высокую скорость и получить орбиты, пересекающие траектории других спутников.
Если в той же области находится крупная группировка, количество потенциальных целей оказывается большим.
Каждый новый фрагмент увеличивает количество возможных сближений.
Если один из фрагментов сталкивается с другим спутником, образуется следующая порция обломков.
Так первоначальная авария может создать условия для последующих столкновений.
Почему даже возможность маневрировать не решает проблему полностью
Современные спутники способны получать предупреждения об опасных сближениях и менять орбиту, чтобы избежать столкновения.
Это принципиальное отличие современных группировок от старых орбитальных систем, где космические аппараты часто не имели возможности самостоятельно маневрировать.
Однако наличие системы уклонения не означает полного отсутствия риска.
Во-первых, манёвр должен быть выполнен своевременно.
Во-вторых, спутник должен обладать достаточными запасами топлива или другим способом изменения орбиты.
В-третьих, при большом количестве объектов число потенциальных сближений возрастает.
Поэтому даже хорошо управляемая группировка не может считаться полностью безопасной только на основании способности отдельных спутников выполнять манёвры.
Особенно важна судьба спутника после окончания работы
Спутник представляет опасность не только во время эксплуатации.
После завершения миссии он может остаться на орбите на длительное время.
Если аппарат не вывести из рабочей области и он не сможет самостоятельно покинуть орбиту, он продолжит находиться среди других космических объектов.
Поэтому один из ключевых параметров устойчивости группировки — время, в течение которого неработающий спутник остаётся на орбите.
Чем быстрее он удаляется из опасной области, тем меньше времени у него остаётся для столкновения с другими объектами.
В исследовании рассматривались разные подходы к завершению эксплуатации спутников, включая вариант, при котором аппарат управляемо доводится до схода с орбиты.
Почему пять лет имеют значение
Одним из рассматриваемых вариантов является правило, согласно которому после окончания эксплуатации спутник должен покинуть орбиту в течение пяти лет.
Однако исследование показывает, что само наличие такого временного ограничения не гарантирует одинаково низкого риска для всех группировок.
Значение имеет не только конечный срок, но и то, насколько эффективно оператор реально способен выполнить процедуру удаления аппаратов.
Если спутники остаются на орбите значительно дольше, они продолжают участвовать в орбитальной динамике и увеличивают количество потенциальных объектов для столкновения.
Поэтому надёжность процедуры удаления имеет не меньшее значение, чем формальное требование о сроке.
Более быстрое сведение с орбиты может снизить риск
Исследование указывает на один из относительно простых способов уменьшить опасность.
Спутник можно спроектировать таким образом, чтобы после завершения миссии он быстрее терял высоту и входил в плотные слои атмосферы.
На низких орбитах атмосфера Земли хотя и крайне разрежена, но всё же создаёт сопротивление движению.
Постепенное торможение приводит к снижению орбиты, после чего аппарат в конечном итоге входит в атмосферу.
Если сделать так, чтобы этот процесс происходил быстрее, отработавший спутник меньше времени остаётся потенциальной угрозой.
В исследовании именно увеличение скорости сведения с орбиты рассматривается как один из способов уменьшить риск.
Есть и другой путь — реже менять спутники
Для большой группировки существует ещё один источник орбитального трафика: регулярная замена старых аппаратов новыми.
Если спутники имеют ограниченный срок эксплуатации, оператору приходится постоянно запускать новые.
Каждый новый запуск увеличивает количество объектов, которые должны пройти через соответствующие орбитальные области.
Одновременно старые аппараты должны быть удалены.
Если увеличить срок службы спутников, можно уменьшить количество замен.
Это означает меньше новых запусков и меньше отработавших аппаратов, которые требуется выводить из эксплуатации. Исследование указывает увеличение срока службы как один из возможных способов уменьшения риска, хотя конкретные последствия зависят от характеристик конкретной группировки.
Почему важна сама архитектура орбит
Спутники одной группировки не находятся в одной точке.
Они распределены по множеству орбит, которые могут иметь разные высоты и наклонения.
Такая архитектура позволяет обеспечить глобальное покрытие, но одновременно создаёт сложную систему пересекающихся орбитальных областей.
Если траектории различных группировок или отдельных спутников проходят через одни и те же области пространства, количество потенциальных сближений возрастает.
Поэтому при оценке безопасности нельзя учитывать только число спутников.
Нужно учитывать, где именно они находятся и как перемещаются относительно друг друга.
Почему небольшая группировка тоже может оказаться опасной
Рассмотрим два условных варианта.
Первая система содержит несколько тысяч спутников, но все они находятся на орбитах, где столкновения редки, спутники способны выполнять манёвры, а после завершения работы быстро удаляются.
Вторая состоит из нескольких сотен аппаратов, но значительная часть из них долго остаётся на орбите, не имеет возможности маневрировать и находится в конфигурации с большим количеством потенциальных сближений.
Вторая система в определённых условиях может представлять более серьёзную проблему.
Именно это и демонстрирует исследование: критический размер зависит от комплекса характеристик, а не от одной цифры.
Что произойдёт, если обломков станет слишком много
При достаточно высокой концентрации объектов столкновения начинают становиться источником новых столкновений.
Это и есть принципиальное отличие обычного космического мусора от неустойчивой орбитальной среды.
В стабильной системе отдельные аварии могут происходить, но естественное удаление объектов и активное управление позволяют постепенно уменьшать их количество.
В неустойчивой системе скорость образования новых фрагментов начинает превышать скорость их удаления.
Тогда количество мусора растёт.
Если процесс становится самоподдерживающимся, дальнейшее увеличение числа обломков уже не требует пропорционального роста числа работающих спутников.
Синдром Кесслера не означает мгновенное уничтожение всех спутников
Термин «синдром Кесслера» иногда используется слишком широко.
Он не означает, что после одного столкновения вся орбита Земли мгновенно заполнится мусором.
Речь идёт о динамическом процессе, который развивается во времени.
Скорость накопления обломков зависит от высоты, плотности объектов, их размеров, характеристик орбит и эффективности мер по предотвращению столкновений и удалению отработавших аппаратов.
Исследование рассматривает именно возможность возникновения неустойчивой популяции обломков при определённых условиях, а не неизбежную катастрофу для всех околоземных орбит.
Почему высота орбиты имеет огромное значение
На разных высотах космический мусор ведёт себя по-разному.
На низких орбитах атмосфера постепенно тормозит спутники и обломки.
Поэтому объекты со временем теряют высоту и входят в атмосферу.
Однако по мере увеличения высоты плотность атмосферы уменьшается, и естественное торможение становится значительно менее эффективным.
В результате объекты могут оставаться на орбите намного дольше.
Это увеличивает период, в течение которого возможны столкновения.
Именно поэтому критический размер группировки рассчитывается с учётом высоты орбиты, а не представляет собой фиксированное значение.
Особая проблема — миллионы будущих спутников
Наиболее тревожный аспект исследования связан с масштабом планируемого роста.
В рассмотренных планах суммарно фигурируют почти 1,7 миллиона спутников. При этом крупнейшие группировки составляют подавляющую часть общего количества.
Например, в исследовании рассматривалась система Starmind компании SpaceX, для которой заявлено до 1 миллиона спутников. Также анализировались проекты E-Space, Starlink Generation 3, Starcloud, Starlink Mobile Satellite Service, китайская система Guowang, Amazon Leo, Blue Origin TeraWave и другие группировки.
Большая часть этих проектов находится на разных стадиях реализации, поэтому речь не идёт о том, что 1,7 миллиона спутников уже находятся на орбите.
Это совокупный масштаб рассмотренных планов.
Четыре крупнейшие системы определяют почти весь масштаб
Из 14 основных группировок, приведённых в исследовании, четыре крупнейшие дают около 97% общего числа рассматриваемых спутников.
Средний размер группировки в этой выборке составляет около 120 843 спутников, а медианный — 6527.
Такое огромное различие между средним и медианным значениями показывает, насколько сильно несколько сверхкрупных проектов увеличивают общий показатель.
Это также объясняет, почему оценка «среднего спутникового созвездия» практически ничего не говорит о будущем орбитальной среды.
Несколько гигантских проектов способны изменить общую картину гораздо сильнее, чем десятки небольших систем.
Почему существующие правила могут быть недостаточными
Большинство требований к безопасности космических аппаратов исторически разрабатывалось исходя из риска, который представляет отдельный спутник.
Но мегасозвездие — это уже не один объект.
Это система из сотен, тысяч или потенциально миллионов аппаратов.
Если каждый спутник соответствует требованиям безопасности отдельно, это ещё не гарантирует безопасность всей группировки.
Можно представить ситуацию, когда каждый элемент системы имеет приемлемую вероятность аварии, но огромное количество элементов приводит к значительному совокупному риску.
Именно эту проблему исследование предлагает учитывать отдельно.
Почему нельзя просто запретить столкновения
Полностью исключить вероятность столкновений невозможно.
Орбитальные параметры спутников постоянно уточняются, положение небольших объектов известно с ограниченной точностью, а космический мусор продолжает перемещаться.
Поэтому задача операторов заключается в снижении риска.
Для этого используются системы наблюдения космического пространства, прогнозирование сближений и манёвры уклонения.
Но при увеличении числа объектов количество потенциальных опасных сближений также растёт.
Поэтому масштаб группировки становится самостоятельным фактором, который необходимо учитывать ещё до запуска спутников.
Почему проектировать спутник нужно с учётом его «посмертной» судьбы
Спутник может успешно выполнить всю запланированную миссию и всё равно создать проблему для других космических аппаратов.
Если после завершения работы он остаётся на орбите на длительное время, его присутствие продолжает влиять на безопасность окружающей среды.
Поэтому современная концепция устойчивой космической деятельности предполагает учитывать весь жизненный цикл аппарата.
Это включает запуск, эксплуатацию, маневрирование, завершение миссии и удаление с орбиты.
Для больших группировок последний этап становится особенно важным, поскольку речь идёт уже не об одном аппарате, а о постоянном потоке заменяющих спутников.
Почему замена спутников сама создаёт дополнительный риск
Представим группировку из нескольких тысяч аппаратов.
Если каждый спутник рассчитан на ограниченный срок службы, то через определённый промежуток времени значительную часть системы необходимо заменить.
Это означает постоянное движение новых спутников к рабочим орбитам.
Старые аппараты одновременно должны покидать эти орбиты.
В результате возникает непрерывный орбитальный поток.
Если траектории ввода новых и удаления старых спутников проходят через области, занятые другими группировками, появляются дополнительные возможности для опасных сближений. Исследования подобных процессов показывают, что именно операции ввода и удаления спутников могут создавать отдельный класс риска для больших группировок.
Почему активное удаление предпочтительнее пассивного ожидания
Если оператор просто прекращает управление спутником и рассчитывает, что атмосфера постепенно сама снизит его орбиту, аппарат может оставаться в космосе ещё длительное время.
Всё это время он остаётся потенциальным объектом столкновения.
При активном сведении с орбиты оператор управляет процессом и пытается уменьшить время пребывания неработающего аппарата в орбитальной среде.
Именно поэтому исследование рассматривает стратегию «control-to-re-entry» — управляемое доведение спутника до схода с орбиты — как более эффективную с точки зрения устойчивости группировки по сравнению с более пассивным подходом.
Почему это касается не только коммерческого интернета
Спутниковые группировки используются или планируются не только для интернет-связи.
Спутники обеспечивают навигацию, связь, наблюдение Земли, метеорологические измерения и множество других функций.
Поэтому ухудшение состояния околоземного пространства может затронуть не отдельную космическую компанию, а целый спектр технологий, используемых на Земле.
Кроме того, научная астрономия всё больше зависит от доступа к космическому пространству и от качества наблюдений с Земли. Рост числа спутников уже создаёт отдельные проблемы для наземной астрономии, хотя это другая сторона воздействия мегасозвездий и не сводится непосредственно к космическому мусору.
Что означает «runaway» в результатах исследования
Термин «runaway» в данном случае означает режим, в котором популяция обломков становится самоподдерживающейся и продолжает расти вследствие столкновений.
Это не означает физического взрыва орбиты или мгновенного превращения космоса в сплошное облако мусора.
Речь идёт о статистической неустойчивости.
Если количество объектов превышает определённый порог, столкновения способны производить обломки быстрее, чем они удаляются из соответствующей области пространства.
Тогда даже отсутствие новых запусков не обязательно сразу остановит рост количества мусора.
Что такое «unstable» и чем это отличается от runaway
Исследование выделяет не только полностью неустойчивый режим.
Существует промежуточная зона, в которой накопление обломков происходит, но система ещё не переходит в режим неконтролируемого роста.
Именно в такой зоне оказались ещё три из рассмотренных группировок.
Это важное различие, поскольку оно показывает, что безопасность нельзя рассматривать исключительно в формате «безопасно или катастрофично».
Между этими состояниями существует диапазон условий, в котором даже относительно небольшие изменения параметров могут существенно влиять на долгосрочное поведение орбитальной среды.
Почему результаты нельзя считать прогнозом неизбежной катастрофы
Исследование представляет модельную оценку.
Автор специально рассматривает группировки изолированно и не включает в расчёт весь уже существующий спутниковый и мусорный фон.
Это делает оценку в определённом смысле оптимистичной: реальные орбитальные условия сложнее.
Поэтому результаты не означают, что каждая из девяти проблемных группировок обязательно создаст цепную реакцию после запуска.
Они показывают, что при заданных параметрах система может пересечь рассчитанный порог устойчивости.
Это важное различие между научным прогнозом риска и утверждением о неизбежном событии.
Даже «чистая» орбита не гарантирует безопасности
Особенно интересным результатом стало то, что некоторые группировки превышали критический размер даже в модели, где исходная орбитальная среда считалась свободной от существующего космического мусора.
То есть проблема может возникать из-за самой группировки.
Это означает, что оператор не может оценивать безопасность только по вопросу «сколько мусора уже находится на этой орбите».
Необходимо учитывать и то, сколько спутников будет находиться там в будущем и как долго они будут оставаться частью орбитальной среды.
Почему размер спутника тоже имеет значение
Масса и площадь спутника влияют на его взаимодействие с окружающей средой.
Более крупный аппарат при столкновении способен создать значительно больше обломков.
При этом небольшой спутник может обладать другой проблемой: для него может быть сложнее обеспечить полноценную систему двигателей и управления, необходимую для манёвров уклонения.
Таким образом, уменьшение размеров спутника само по себе не делает группировку автоматически безопасной.
В одном из рассмотренных сценариев именно небольшие аппараты без возможности выполнять манёвры оказались фактором, способствовавшим переходу в режим быстрого роста обломков.
Что можно изменить уже на стадии проектирования
Исследование указывает на несколько направлений.
Первое — обеспечить возможность эффективно избегать столкновений.
Второе — сделать процедуру удаления спутника после окончания работы максимально надёжной.
Третье — сокращать время пребывания неработающих аппаратов на орбите.
Четвёртое — по возможности увеличивать срок службы спутников, чтобы уменьшать частоту их замены.
Пятое — учитывать совокупную динамику всей группировки ещё до её запуска.
Таким образом, безопасность должна закладываться не только в программное обеспечение управления спутником, но и в архитектуру всей системы.
Почему регулирование должно учитывать группировку целиком
Если регулятор оценивает только один спутник, он видит лишь небольшую часть потенциальной проблемы.
У отдельного аппарата может быть низкий риск столкновения.
Но тысяча одинаковых аппаратов уже создаёт тысячу источников потенциальных взаимодействий.
Десятки тысяч — ещё больше.
Поэтому для мегасозвездий необходимо оценивать не только безопасность отдельных аппаратов, но и совокупное влияние всей системы на орбитальную среду.
Именно такой подход предлагает новая модель критического размера.
Будущее околоземной орбиты зависит не только от количества запусков
Проблема космического мусора часто сводится к простому утверждению: чем больше спутников, тем хуже.
Однако результаты исследования показывают более сложную картину.
Увеличение количества спутников действительно повышает потенциальный риск, но критически важны также высота, конфигурация орбит, масса и площадь аппаратов, возможность маневрирования, вероятность успешного удаления и срок эксплуатации.
Поэтому две одинаковые по численности группировки могут иметь разную долгосрочную устойчивость.
Это означает, что решение проблемы невозможно свести к одному универсальному ограничению по количеству спутников.
Что будет происходить с орбитами в ближайшие годы
Космическая отрасль продолжает расширяться.
Количество спутников уже увеличивается быстрыми темпами, а планы новых группировок значительно превосходят нынешний масштаб.
Только за последние пять лет число активных спутников на низких околоземных орбитах увеличилось почти на 12 тысяч. Одновременно регуляторы рассматривают проекты, суммарно предусматривающие более 1,2 миллиона новых спутников.
Поэтому проблема уже не относится исключительно к далёкому будущему.
Решения, принимаемые при проектировании и лицензировании сегодняшних группировок, будут определять состояние околоземного пространства на десятилетия.
Самая опасная ошибка — считать спутник отдельным объектом
Мегасозвездие нельзя рассматривать как набор независимых аппаратов.
Это единая динамическая система.
Каждый спутник влияет на общую плотность объектов, каждый отказ увеличивает количество неработающих аппаратов, каждый запуск добавляет новые объекты, а каждое столкновение может создать множество новых элементов.
Поэтому безопасность одного спутника не равна безопасности всей группировки.
Именно это является главным выводом исследования.
Новый подход к космической безопасности
Предложенная модель позволяет оценивать критический размер группировки ещё до её полного развёртывания.
Это особенно важно для регуляторов.
Если расчёт показывает, что предложенная система потенциально способна перейти в неустойчивый режим, изменения можно внести до запуска спутников.
Например, можно изменить высоту орбит, уменьшить количество аппаратов, увеличить срок их эксплуатации, улучшить систему маневрирования или обеспечить более быстрое удаление после завершения миссии.
Такой подход потенциально позволяет предотвратить проблему на стадии проектирования, а не пытаться устранять последствия уже возникших столкновений.
Почему предотвратить образование мусора проще, чем убрать его
Удаление космического мусора — чрезвычайно сложная задача.
Для активного удаления крупного неработающего объекта необходимо обнаружить его, определить орбиту, отправить к нему специальный аппарат, сблизиться и каким-либо образом изменить его орбиту.
Если таких объектов становится очень много, масштаб задачи резко возрастает.
Предотвращение появления новых обломков значительно проще, чем последующее удаление уже сформировавшегося облака.
Поэтому контроль количества спутников, возможность уклонения и надёжная процедура окончания миссии имеют фундаментальное значение.
Что может измениться в правилах
Авторы исследования считают необходимым усилить требования к большим спутниковым группировкам.
Главная идея заключается в том, чтобы оценивать не только отдельные спутники, но и совокупный риск системы.
Если проект превышает критический размер, его необходимо либо изменить, либо ограничить.
Особенно важно учитывать долгосрочное поведение орбитальной среды, поскольку спутник может оставаться в космосе намного дольше запланированного срока службы в случае отказа системы удаления.
Космос не бесконечен с точки зрения спутников
В масштабах Вселенной Земля занимает ничтожную область пространства.
Но для спутников на конкретных околоземных орбитах доступное пространство ограничено.
Аппараты перемещаются по определённым орбитальным слоям, а не равномерно заполняют всю окрестность Земли.
Поэтому увеличение числа спутников в наиболее востребованных орбитальных областях приводит к росту плотности объектов именно там, где работают другие космические системы.
Это делает вопрос распределения спутников по высоте и наклонению не менее важным, чем их общее количество.
Новые мегасозвездия меняют саму природу орбитального трафика
В прошлом запуск спутника был относительно редким событием.
Для большой группировки запуск и замена аппаратов превращаются в регулярный процесс.
В результате околоземная орбита становится инфраструктурой с постоянным движением объектов.
Поэтому управление космическим пространством постепенно начинает напоминать управление воздушным или морским движением, но с принципиальным отличием: объекты движутся со значительно большими скоростями, а последствия столкновения могут сохраняться десятилетиями.
Главный вывод исследования
Новая работа не утверждает, что спутниковые группировки неизбежно приведут к катастрофическому загрязнению околоземного пространства.
Она показывает другое: у спутниковой группировки существует критический масштаб, зависящий от её конструкции и условий эксплуатации.
После пересечения этого масштаба даже эффективные меры предотвращения столкновений и удаления аппаратов могут оказаться недостаточными для сохранения устойчивой орбитальной среды. В исследованной выборке шесть из 16 систем пересекли порог неконтролируемого роста обломков, а ещё три оказались в зоне неустойчивости.
Особенно важно, что опасными могут быть не только гигантские группировки. Один из рассмотренных сценариев показал неустойчивость системы всего с несколькими сотнями спутников, а отдельная группировка небольших аппаратов столкнулась с проблемой из-за отсутствия возможности выполнять манёвры уклонения.
Для сохранения околоземного пространства в рабочем состоянии недостаточно просто следить за отдельными спутниками. Необходимо оценивать всю группировку как единую систему — от момента запуска до полного удаления последнего аппарата.
При нынешних планах, предусматривающих сотни тысяч и потенциально более миллиона новых спутников, такой подход становится особенно важным. Чем раньше потенциально опасные конфигурации будут выявляться на этапе проектирования, тем выше вероятность избежать сценария, при котором космический мусор начинает воспроизводить сам себя быстрее, чем человечество способно его удалять.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
