Ученые нашли способ снизить риск столкновений спутников на орбите
Исследователи из Манчестерского университета предложили способ проектировать спутники наблюдения Земли так, чтобы они изначально учитывали риск столкновений. Идея в том, чтобы безопасность орбиты была таким же параметром, как разрешение камер или площадь съемки, а не проверялась в самом конце.
Сегодня спутники наблюдения Земли следят за пожарами, урожаем, состоянием природы, ростом городов и последствиями катастроф. Но вместе с этим орбита быстро заполняется техникой. Уже работает около 11 800 активных спутников, а к концу десятилетия их может стать больше 100 000. При этом любое столкновение порождает облако обломков, которое годами угрожает другим аппаратам.
Авторы называют это «парадоксом устойчивости космоса»: мы используем спутники, чтобы решать экологические проблемы на Земле, но рискуем сделать саму орбиту непригодной.
Чтобы получить более детальные изображения, спутники либо опускают ниже, либо поднимают выше и делают крупнее, чтобы установить большую оптику. И оба варианта влияют на риск аварий, просто по-разному.
Новая модель связывает требования миссии — разрешение, покрытие поверхности, число аппаратов в группировке — с параметрами орбиты, массой спутника и плотностью мусора. В результате разработчики могут заранее увидеть, как выбранные характеристики повлияют на вероятность столкновения.
Оказалось, что опасность определяется не только количеством обломков. Важен и размер спутника. Например, для аппарата с разрешением около 0,5 метра на пиксель максимальная вероятность столкновения возникает на высотах 850–950 км — примерно на 50 км выше зоны наибольшей концентрации космического мусора. То есть самая засоренная орбита не обязательно самая опасная.
Есть и другой вывод. Более высокие орбиты позволяют обойтись меньшим числом спутников, но каждый из них крупнее и в случае аварии создает гораздо более серьезные последствия. Низкие орбиты требуют больше аппаратов, зато они меньше и потенциально менее разрушительны при столкновении.
По сути авторы предлагают поменять саму логику: планировать миссии нужно не только исходя из техники и задач съемки, но и из состояния орбиты. Если учитывать риск заранее, можно подобрать орбиту и параметры аппарата так, чтобы и получать нужные данные, и при этом не создавать опасность образования нового мусора.
Дальше метод хотят усложнить: учитывать, как долго обломки остаются на орбите, какова вероятность цепных столкновений и даже что происходит с аппаратами при сходе в атмосферу.
В этом материале доцент МАИ и сотрудник ЦНИИмаш Игорь Усовик рассказал, чем опасен космический мусор, где его больше всего и как с ним пытаются бороться.
На обложке показано, как выглядело бы небо, если бы спутники на околоземной орбите было видно невооруженным глазом. Авторы иллюстрации: Conor Marsh and Rufus Clark
Самое популярное
