К концу века на орбите будет вдвое меньше спутников из-за парниковых газов
Выбросы парниковых газов воздействуют не только на тропосферу, где сосредоточено почти все многообразие жизни на Земле, но и на верхние слои атмосферы — место «обитания» спутников, МКС и космического мусора. Причем это влияние велико настолько, что к концу века на низкой околоземной орбите люди смогут размещать вдвое меньше космических аппаратов, чем сейчас. По расчетам ученых, к 2100 году емкость орбиты из-за сжатия и охлаждения термосферы снизится на 50% в периоды наибольшей солнечной активности.
О том, какой эффект парниковые газы оказывают на нижний слой земной атмосферы — тропосферу, толщина которой составляет не более 20 км, — ученые говорят не первое столетие. Эта проблема особенно широко обсуждается в контексте глобального изменения климата. Однако в последнее время, по мере увеличения числа спутников на низкой околоземной орбите, специалисты все чаще стали обращать внимание на воздействие выбросов на верхние слои, в частности термосферу.
Последняя представляет собой такой слой атмосферы, который начинается с 80-90 км над уровнем Земли и простирается до 700 км. На высоте 200-500 км летает большинство спутников, а также находится МКС. Предполагается, что в этой зоне космические аппараты не должны подвергаться сильному влиянию атмосферы, однако на деле все происходит иначе: из-за роста концентрации парниковых газов термосфера со временем сжимается и охлаждается, и ее плотность снижается.
Чтобы выяснить, как именно это происходит и как выбросы углекислого газа будут влиять на число спутников на орбите, аэрокосмические инженеры Массачусетского технологического института Уильям Паркер, Мэттью Браун и Ричард Линарес провели моделирование. При помощи модели WACCM-X они рассчитали стабильность и емкость низкой околоземной орбиты по отношению к космическим аппаратам.
Для этого они ввели показатель мгновенной емкости Кесслера IKC — он отражает максимальное число спутников, которое можно вывести на орбиту, при этом не рискуя усугубить проблему мусора в околоземном пространстве.
Их расчеты показали, что к 2100 году емкость низкой околоземной орбиты в периоды наибольшей солнечной активности уменьшится на 50%, а в периоды солнечных минимумов — снизится на 66%.
«Наблюдается значительный рост числа запускаемых спутников, особенно для обеспечения широкополосного доступа в интернет из космоса. Если мы не будем тщательно управлять этой деятельностью и работать над сокращением выбросов, космическое пространство может стать слишком переполненным, что приведет к большему количеству столкновений и, как следствие, обломков», — подчеркнул Уильям Паркер. Эти фрагменты могут оставаться на орбите в течение десятилетий или столетий, что увеличивает вероятность новых столкновений.
В рамках исследования специалисты подтвердили, что парниковые газы оказывают охлаждающий эффект на термосферу. Это приводит к снижению ее плотности, уменьшению аэродинамического сопротивления (силы, притягивающей вышедшие из строя спутники и другой мусор на высоты, где они сгорают в атмосфере Земли), а также увеличению времени пребывания объектов на орбите. Чтобы сохранить околоземную орбиту для будущих поколений, авторы предложили размещать спутники ниже и сводить их с орбиты через пять лет после запуска.
Ранее стало известно, что спутники Starlink начали активно устаревать. К 1 марта с низкой околоземной орбиты сошло уже 957 космических аппаратов.
Самое популярное
