Спутниковые группировки вскоре могут спровоцировать лавинообразный рост космического мусора

На околоземной орбите уже развернуто около 30 тысяч космических аппаратов, а в регулирующие органы поступили заявки на запуск свыше одного миллиона новых. Исследование профессора Хью Льюиса из Бирмингемского университета выявило наличие предельной емкости для орбитальных группировок: превышение этого лимита провоцирует цепную реакцию столкновений с лавинообразным образованием космического мусора. В случае полной реализации заявленных программ совокупная численность флотилий достигнет порядка 1,7 миллиона спутников.

Ключевая угроза кроется в каскадном механизме: единичный инцидент порождает тысячи высокоскоростных осколков, каждый из которых становится потенциальным источником разрушения других аппаратов и дальнейшей генерации обломков.

Традиционные методики оценки рисков ориентируются на изолированную безопасность единичных объектов, упуская из вида комплексную динамику мегасозвездий. Модель Льюиса восполняет этот пробел, комплексно учитывая плотность трафика на ключевых высотах, эффективность систем активного маневрирования для предотвращения аварий и темпы утилизации аппаратов путем сведения с орбиты по завершении их миссии.

В рамках исследования были проанализированы 16 орбитальных группировок — как функционирующих, так и проектируемых. Шесть из них перешагнули точку невозврата, за которой накопление техногенного мусора приобретает неконтролируемый характер; в этот перечень вошли флагманские проекты США и КНР. Еще три архитектуры оказались в промежуточном состоянии нестабильности, где плотность обломков неуклонно растет, пусть пока и без перехода в неуправляемую лавину.

Уровень уязвимости определяется не исключительно масштабом группировки. Так, в одном из сценариев дестабилизация наступила при наличии всего нескольких сотен спутников из-за специфической конфигурации их орбит. В другом случае малая группировка спровоцировала риск замусоривания из-за отсутствия на микроспутниках двигательных установок, необходимых для уклонения от опасных сближений.

Автор работы подчеркивает, что снизить остроту проблемы позволяют конструктивные решения умеренной сложности: например, оснащение платформ элементами повышенного аэродинамического торможения для ускоренного схода в плотные слои атмосферы, а также увеличение эксплуатационного ресурса аппаратов, снижающее частоту запусков для обновления орбитального парка.

Источник: iXBT