Спутники рискуют столкнуться каждые 2,8 дня из-за тесноты на орбите

Исследователи предупреждают, что из-за взрывного роста числа спутников на низкой околоземной орбите (например, группировок вроде Starlink) космическое пространство превратилось в хрупкую систему, которая может рухнуть за считанные дни в случае сильной солнечной бури.

Как сообщается со ссылкой на исследование Корнельского университета, расчеты показывают, что каждые 22 секунды во всех спутниковых мегасозвездиях на низкой околоземной орбите происходит «опасное сближение», то есть космические аппараты проходят на расстоянии менее километра друг от друга. Только для группировки Starlink этот показатель составляет один раз в 11 минут. Другой известный параметр Starlink: в среднем каждый из тысяч спутников вынужден выполнять 41 маневр в год, чтобы избежать столкновения с другими объектами на своей орбите.

Может показаться, что это отлаженная система, работающая в штатном режиме. Но любой инженер подтвердит: «крайние случаи» — события, маловероятные в обычных условиях, становятся причиной большинства системных сбоев. Для спутниковых мегасозвездий одна из таких угроз — солнечные бури.

Во-первых, они нагревают атмосферу, что увеличивает аэродинамическое сопротивление и погрешность определения положения некоторых спутников. Рост сопротивления заставляет их расходовать больше топлива для удержания орбиты, а также выполнять маневры уклонения, если их траектория может пересечься с чужой. Во время супершторма Гэннон в мае 2024 года более половины всех спутников на низкой околоземной орбите были вынуждены потратить часть топлива на такие маневры.

Во-вторых, что, возможно, опаснее, солнечные бури могут вывести из строя навигационные и коммуникационные системы самих спутников. В этом случае они не смогут уклониться от столкновения, а в сочетании с возросшим сопротивлением и неточностью позиционирования из-за разогретой атмосферы это может привести к мгновенной катастрофе.

Наиболее известное воплощение такого сценария — синдром Кесслера, когда облако обломков вокруг Земли делает невозможными любые запуски (и вообще пребывание на орбите) без риска аварий. Такой кризис развивается десятилетиями. Чтобы показать, насколько близкой и внезапной может быть угроза от солнечных бурь, авторы ввели новый показатель - CRASH Clock (от Collision Realization and Significant Harm — «Реализация столкновения и значительный ущерб»). CRASH Clock: расчёты показывают, что если операторы потеряют возможность управлять спутниками, катастрофическое столкновение, способное запустить цепную реакцию (синдром Кесслера), произойдёт примерно через 2,8 дня (по состоянию на июнь 2025). В 2018 году этот показатель был 121 день.

Даже суточная потеря контроля над спутниками создаёт 30% вероятность катастрофического столкновения.

Отмечается, что современные спутниковые мегасозвездия крайне уязвимы. Единичное мощное событие, подобное исторической буре Кэррингтона 1859 года, может лишить человечество контроля над орбитальной инфраструктурой и надолго заблокировать доступ в космос. Учёные призывают к пересмотру стратегии освоения околоземного пространства с учётом этих растущих рисков.

К сожалению, солнечные бури практически невозможно предсказать заранее — максимум за день-два, отмечают исследователи. Буря 2024 года была сильнейшей за десятилетия, но в истории зафиксирована и более мощная — Событие Кэррингтона 1859 года. Если подобное повторится сегодня, контроль над спутниками будет утрачен на срок куда больше трех дней. По сути, единичное событие, уже имевшее место в прошлом, может уничтожить всю нашу спутниковую инфраструктуру и надолго «приковать» человечество к Земле.

Мегасозвездия спутников стали частью современной реальности. Но важно соблюдать баланс между их технологическими преимуществами и рисками для будущего освоения космоса.