Для человека, не знакомого с особенностями орбитальной механики, она кажется непростой для понимания. Ввиду высоких скоростей движения космических аппаратов, даже их пролет на расстоянии километра друг от друга представляет собой потенциальную угрозу. В настоящее время около половины подобных инцидентов — это 1600 в неделю — связаны со спутниками системы Starlink. И в дальнейшем эта цифра достигнет поистине огромных значений, что вызывает обеспокоенность экспертов.
Интернет-издание Space.com поинтересовалось мнением ведущего европейского специалиста по этому вопросу. Комментарий дал Хью Льюис ( Hugh Lewis), руководитель Исследовательской группы по астронавтике Саутгемптонского университета ( Научная группа: Астронавтика — Южный университет Саутгемптона ). Он систематически публикует прогнозы, касающиеся изменения числа ситуаций, потенциально опасного сближения космических аппаратов, используя информацию из международной системы SOCRATES. В настоящее время организацией осуществляется поддержка этого мощного инструмента Celestrack.
Льюис отмечает, что в настоящее время наблюдается неблагоприятная тенденция, связанная с подготовкой к запуску всех запланированных телекоммуникационных спутников Starlink (ожидается, что эти устройства будут участвовать примерно в 90% всех потенциально опасных ситуаций, возникающих при сближении объектов на околоземной орбите. В настоящее время количество таких инцидентов достигает около 3200 в неделю, причем половина из них связана со спутниками SpaceX. В 500 случаях из 1600 спутники проходили на расстоянии не более километра от аппаратов, принадлежащих другим операторам. Все остальные случаи представляют собой сближение двух спутников Starlink друг с другом.
И это при том, что аппаратов «мегасозвездия» Starlink на орбите сейчас «всего» чуть более 1650 штук. Для сравнения, ближайший конкурент SpaceX на поприще создания группировок интернет-спутников — компания OneWeb, — по предварительным данным, запущено всего 250 с небольшим аппаратов. Эти устройства представляют опасность, поскольку они часто, в среднем 80 раз в неделю, сближаются со спутниками других операторов (точные данные о взаимодействиях, предоставленные Льюисом, отсутствуют).
Серьезность проблемы
Космические силы США располагают одними из самых передовых средств для отслеживания космического мусора и аппаратов, находящихся на околоземной орбите. Американская сеть космической разведки ( U.S. Space Surveillance Network) в настоящее время система непрерывно отслеживает приблизительно 30 тысяч объектов, превышающих 10 сантиметров в диаметре. В перспективе несколько лет ожидается десятикратное увеличение этого числа, обусловленное как запуском новых космических аппаратов, так и модернизацией радиолокационных станций.
Несмотря на это, даже высокоточные разведывательные средства, которыми обладают американские военные (и все, кто имеет доступ к их базе данных), позволяют прогнозировать траекторию большинства небольших объектов с ошибкой не меньше ста метров. Поэтому сближение на расстояние в один километр уже представляется рискованным – космический мусор или крошечные спутники могут оказаться в любой точке в пределах подобной виртуальной зоны, диаметр которой составляет несколько сотен метров. Безусловно, для изменения орбиты уклоняющегося аппарата требуется резервный расчет.
По статистике американской компании Kayhan Space оператор, в ведении которого полсотни спутников, получает около 300 предупреждений об опасных сближениях еженедельно. Это большая нагрузка на сотрудников и она только растет с увеличением рукотворных «созвездий» на околоземной орбите. Kayhan Space занимается созданием программно-аппаратных решений «управления космическим трафиком» для спутниковых операторов и работает с U.S. Space Surveillance Network напрямую. Из вышеупомянутых трехсот предупреждений десяток точно потребует активных действий.
Избегание сближения неизбежно сопряжено с расходом топлива. Таким образом, увеличение числа спутников на орбите и повышение частоты возникновения опасных ситуаций повышают вероятность того, что оператор примет необдуманное решение и проигнорирует предупреждение. Джонатан Макдауэлл считает такой поступок крайне безответственным ( Jonathan McDowell), астрофизика и специалист по поиску спутников из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
Люди постоянно оценивают факторы риска, например, при вождении, когда оценивают возможность безопасного выполнения маневров. Однако, в космосе цена ошибки крайне велика. Прежде всего, столкновение неизбежно приведет к неисправности сразу двух космических аппаратов. Кроме того, образовавшийся в результате аварии космический мусор надолго сделает зону происшествия непригодной для эксплуатации. Иногда – на десятилетия.
В качестве показательного примера можно рассмотреть орбиты захоронения советских разведывательных спутников системы «Легенда» (750–1000 километров), оснащенных ядерными реакторами. В процессе эксплуатации некоторых аппаратов серии произошла утечка солевого теплоносителя, который замерз и превратился в тысячи мелких металлических шариков – своего рода космический шрапнель. Продолжительность существования этого космического мусора на орбите, по оценкам, составляет около двух с половиной столетия.
Исторический опыт и перспективы
Но ситуация не столь критична. Безусловно, компания SpaceX несмотря на свой небольшой опыт в деле администрирования спутниковых группировок уже стала фактическим монополистом в этой сфере. И, надо признать, у нее неплохо получается — за два года ни одного по-настоящему серьезного инцидента не произошло. Амбициозная фирма эксцентричного миллиардера разработала и применяет эффективные решения, позволяющие в полуавтоматическом режиме разрешать почти все возникающие потенциальные коллизии.
Несмотря на это, он создает определенные трудности для всей отрасли. К примеру, SpaceX сообщает коллегам по цеху далеко не обо всех маневрах уклонения, которые совершают ее аппараты. А это усложняет прогнозирование развития ситуации на орбите. Тем не менее, прогресс не остановить и у человечества есть только один путь — развивать механизмы регулирования околоземного пространства. Так что алармизм ученых, бесспорно, обоснован, но его стоит воспринимать лишь как призыв ускорить процесс разработки необходимых инструментов.
На протяжении многих лет люди продолжают осваивать околоземные орбиты. Однако, столкновения спутников происходили лишь в двух случаях, а инцидентов, когда космический мусор повреждал аппаратуру, было немногочисленно. Таким образом, человечество успешно поддерживало порядок в околоземном пространстве даже до появления крупных группировок спутников. Теперь необходимо лишь повысить уровень мастерства в этой области.