SpaceX активно наращивает свое мегасозвездие Starlink, доведя общее количество спутников на орбите на данный момент до 8500. Однако есть и обратная сторона медали: по словам астрофизика Гарвард-Смитсоновского центра Джонатана Макдауэлла, ежедневно созвездие теряет 1-2 спутника, которые сгорают в атмосфере или же фрагментами падают на Землю. Ученый прогнозирует, что это число может вырасти до 5 в день в ближайшие годы, особенно, если другие сети, Amazon Kuiper или же китайские, будут наследовать планы SpaceX.
10 000 спутников за 6 лет
С момента запуска программы в 2019 году SpaceX запустила на низкую околоземную орбиту около 10 000 спутников. По подсчетам Макдауэлла, в настоящее время активными являются 8500, остальные — выведены из эксплуатации или же упали и сгорели в атмосфере Земли.
Поскольку спутники вращаются вокруг нашей планеты на высоте около 550 км, то могут медленно терять высоту и в конце концов снова войти в атмосферу — в основном они полностью сгорают, но фрагменты все же могут добраться до земли.
На видео: астронавт NASA Дон Петтит снял с МКС синхронный пролет десятков Starlink над Землей
Спутники «хотят» домой
Анализ Макдауэлла показывает, что спутники требует замены в среднем каждые 5 лет. Учитывая, что SpaceX планирует расширить созвездие до 30 000 спутников, то количество «неплановых» возвратов может вырасти в разы — в ближайшие годы до 5 в день.
Ситуация с падениями ухудшится, если другие компании активизируют собственные проекты — в таком случае на низкой околоземной орбите может появиться до 50 000 спутников.
СпецпроектыВід сайтів до квантових обчислень. Як Infinity Technologies поєднує розробку з науковими дослідженнямиВід сайтів до квантових обчислень. Як Infinity Technologies поєднує розробку з науковими дослідженнями
Солнечные бури и синдром Кесслера
Срок службы спутников сильно зависит от солнечной активности. Во время солнечных бурь, верхние слои атмосферы расширяются, увеличивая сопротивление воздуха и заставляя спутники быстрее терять высоту. Известный пример: в феврале 2022 года около 40 спутников Starlink было потеряно в результате геомагнитной бури.
На видео: «старлинкопад» над Пуэрто-Рико в феврале 2022 года
Есть и другая беда: столкновение объектов на орбите приводит к появлению обломков. Их плотность на орбите продолжает расти, тем самым увеличивая вероятность космических ДТП. Фактически, одно столкновение может вызвать цепную реакцию из нескольких. Теоретическое развитие событий, которое ученые прозвали синдромом Кесслера.
«Ближайшая к Кесслеру область космоса — это диапазон от 600 до 1000 километров», говорит Макдауэлл. «Она полна старых советских ракетных ступеней и другого оборудования, и чем больше мы туда добавляем, тем больше вероятность возникновения синдрома Кесслера».
В интервью The Register Макдауэлл говорит, что синдрома Кесслера можно избежать «активными» маневрами спутников, то есть нацеленным выводом с орбиты. Текущая стратегия SpaceX базируется на использовании двигателей спутников для перемещения в место, где они почувствуют сопротивление атмосферы и сгорят — то, что астрофизик называет «неконтролируемым, но вспомогательным» возвращением.
Влияние на атмосферу
Так же есть влияние на атмосферу Земли: при возвращении объекты образуют частицы оксида алюминия, которые накапливаются в высших слоях. Согласно моделированию американских исследователей, при текущих планах развития космической отрасли уже к 2040 году в атмосферу ежегодно будут «выбрасывать» до 10 000 тонн оксида алюминия. Этого достаточно, чтобы нагреть верхние слои атмосферы (мезосферу/термосферу) примерно на 1,5°C и, возможно, изменить химические процессы в озоновом слое.
Конечно, эти цифры основаны на моделировании с неопределенностями и сильно зависят от фактического количества, состава и размера спутников, которые сгорают. Типичный спутник Starlink весит около 250 кг и «производит» около 30 кг оксида алюминия.
Источник: EarthSky, PC World, The Register
