На низькій навколоземній орбіті сформувалася фундаментально нестабільна система супутникових мегасузір’їв. За новими розрахунками, у разі втрати керування апаратами катастрофічне зіткнення може статися менш ніж за три дні, пише Phys.
Автори дослідження, серед яких Сара Тіле з Принстонського університету, описують сучасну орбітальну інфраструктуру як “картковий будиночок”. За їхніми даними, оприлюдненими в arXiv, на низькій навколоземній орбіті зближення супутників на відстань менше ніж один кілометр відбуваються кожні 22 секунди.
Для мегасузір’я Starlink такі зближення фіксують у середньому раз на 11 хвилин. Кожен із тисяч супутників змушений виконувати приблизно 41 маневр на рік, щоб уникнути зіткнень з іншими об’єктами.
На перший погляд, система працює ефективно, однак найбільшу загрозу становлять так звані “граничні випадки”. Одним із них є потужні сонячні бурі, які впливають на супутники одразу кількома способами.
По-перше, вони нагрівають верхні шари атмосфери, збільшуючи опір і невизначеність положення супутників. Це змушує об’єкти витрачати більше пального на утримання траєкторії та маневри ухилення.
Під час сонячного шторму Ганнона у травні 2024 року понад половина всіх супутників на низькій навколоземній орбіті була змушена використати паливо для таких маневрів. Це стало безпрецедентним навантаженням на орбітальну інфраструктуру.
По-друге, сонячні бурі можуть вивести з ладу навігаційні та комунікаційні системи супутників. У такому разі апарати втрачають здатність безпечно маневрувати, що різко підвищує ризик зіткнень.
Найгіршим сценарієм розвитку подій є синдром Кесслера — ланцюгова реакція зіткнень, яка створює хмару уламків навколо Землі. Такий сценарій може на десятиліття унеможливити запуски нових космічних апаратів.
Щоб оцінити терміновість загрози, автори запропонували новий показник — годинник усвідомлення зіткнення та значної шкоди (CRASH). Він показує, скільки часу залишиться до катастрофи після втрати контролю над супутниками.
Згідно з розрахунками, станом на червень 2025 року катастрофічне зіткнення сталося б приблизно через 2,8 дня після зупинки керування. Для порівняння, у 2018 році, до масового розгортання мегасузір’їв, цей показник становив 121 день.
Дослідники також зазначають, що навіть добова втрата контролю дає 30% ймовірності зіткнення, яке може запустити багаторічний процес деградації орбіти. Сонячні бурі при цьому майже не мають попередження і можуть виникати за один-два дні.
Додаткову загрозу становлять надпотужні події, подібні до бурі Каррінгтона 1859 року — найсильнішої за всю історію спостережень. У разі її повторення сучасні системи керування супутниками могли б вийти з ладу значно довше, ніж на кілька днів.
Автори наголошують, що одна така подія здатна зруйнувати супутникову інфраструктуру та позбавити людство доступу до космосу на тривалий час. Саме тому вони закликають до реалістичної оцінки ризиків, пов’язаних із подальшим розгортанням мегасузір’їв на низькій навколоземній орбіті.
