Скільки супутників ми можемо безпечно розмістити на орбіті Землі?

Всього 10 років тому на орбіті нашої планети, можливо, оберталося лише тисяча чи близько того діючих супутників, але через десятиліття їх будуть десятки або навіть сотні тисяч. Експерти роками били на сполох, що орбіта навколо Землі стає занадто переповненою. Отже, скільки супутників ми можемо запустити в космос, перш ніж їх стане занадто багато?

Перші ознаки того, що ситуація стає надто напруженою, насправді вже є. Британський колега Макдауелла Х’ю Льюїс є ще одним часто чутним голосом застереження, який зменшує впевненість підприємців, які потрапили в нову космічну золоту лихоманку. Професор астронавтики Саутгемптонського університету в Англії, Льюїс уже кілька років регулярно публікує оновлення на своїй сторінці в Twitter, де докладно розповідає про збільшення так званих кон’юнкційних подій, ситуацій, коли два об’єкти в космосі — що функціонують супутники або шматки космосу сміття — небезпечно наблизитися один до одного. 

Візьмемо як приклад Starlink від SpaceX. Згідно з інформацією, яку компанія Ілона Маска подала до Федеральної комісії зі зв’язку США (FCC), (відкривається в новій вкладці)У грудні минулого року автономна система уникнення зіткнень SpaceX виконала 26 037 орбітальних маневрів із супутниками Starlink протягом дворічного періоду з 1 грудня 2020 року по 30 листопада 2022 року. 

«Приблизно до 2027 або 2028 років угруповання Starlink могло здійснити за весь час свого існування мільйон маневрів для уникнення зіткнень. І це також потенційно відповідає найранішому моменту, коли вони досягли 350 маневрів для уникнення зіткнень на супутник [на п’ять років життя]. Ми говоримо про потенційно сотні, якщо не тисячі маневрів на день».

Коротко кажучи, менше ніж через п’ять років у супутників Starlink може закінчитися паливо за менший період часу, ніж їх запланований термін служби, через величезну кількість маневрів уникнення, які їм доведеться виконати. 

Отже, скільки ще супутників можна безпечно вмістити на орбіті Землі? Відповідь на це запитання не є однозначною. Льюїс каже, що певні орбітальні висоти більш вразливі, ніж інші. Наприклад, супутники Starlink обертаються на висоті 342 милі (550 кілометрів) над Землею. Об’єкти на такій висоті зазвичай не залишаються захаращеними простором надто довго після припинення роботи. Навіть якщо їхні двигуни вийдуть з ладу в кінці своєї місії та не повернуть корабель назад в атмосферу Землі, щоб негайно згоріти (як обіцяють багато операторів), орбіти цих супутників природним чином розпадаються протягом кількох років завдяки атмосферному опору. Проте ця природна очисна здатність земної орбіти зменшується з висотою. 

«Космічне середовище схоже на систему, де ви втікає і випливає», — сказав Льюїс. «Ми запускаємо предмети в космос, і потік, який зазвичай виходить через атмосферний опір, є єдиним механізмом, який у нас є для природного видалення предметів із навколишнього середовища. Але вище 1000 кілометрів [600 миль] атмосфера не справді робити що завгодно, тому що це дуже рідко. Немає раковини; цифри можуть лише зростати».

Сузір’я OneWeb населяє цей підступний діапазон висот, як і менший Globalstar. 

Більшість операторів мегасузір’їв зобов’язуються забезпечити достатню кількість палива для їхніх апаратів наприкінці місії, щоб спуститися туди, де земна атмосфера зможе подбати про все. Але ймовірність технічних несправностей все одно турбує експертів. У 2012 році Європейське космічне агентство, відвертий борець за стійкі космічні операції, не змогло зняти свій 8,8-тонний (8 метричних тонн) супутник спостереження за Землею Envisat з орбіти 480 миль (772 км) над Землею. Корабель, який продовжуватиме обертатися навколо планети століттями, зараз є одним з найнебезпечніших уламків космічного сміття. 

Макдауелл каже, що людство, швидше за все, відкриє природні можливості навколоземного простору «важким шляхом». Незважаючи на обіцянки операторів мегасузір’їв, астрофізик сумнівається, що в найближчі роки все залишиться керованим. 

«Через п’ять-десять років ми матимемо десь від 20 000 до 100 000 супутників, і я дуже скептично ставлюся до того, що верхня цифра в 100 000 може працювати безпечно», — сказав Макдауелл.