Супутникам SpaceX Starlink довелося зробити 25 000 маневрів для уникнення зіткнень

З моменту запуску першого космічного корабля Starlink у 2019 році супутники SpaceX були змушені рухатися понад 50 000 разів, щоб запобігти зіткненням. Приголомшливе зростання кількості маневрів Starlink для уникнення зіткнень за останні шість місяців викликає занепокоєння щодо довгострокової стабільності супутникових операцій, оскільки тисячі нових космічних кораблів готові вивести на орбіту в найближчі роки.

Згідно зі звітом, надісланим SpaceX до Федерального управління зв’язку США, широкосмугові супутники Starlink відSpaceX були змушені більш як 25 000 разів відхилятися з 1 грудня 2022 року по 31 травня 2023 року, щоб уникнути потенційно небезпечних зближень з іншими космічними апаратами та орбітальним сміттям.Комісія (FCC) 30 червня. Це приблизно вдвічі більше, ніж кількість маневрів уникнення, про які повідомляє SpaceX за попередні шість місяців, що тривали з червня по листопад 2022 року. З моменту запуску першого космічного корабля Starlink у 2019 році супутники SpaceX були змушені рухатися понад 50 000 разів, щоб запобігти зіткненням.

Різке збільшення кількості маневрів хвилює експертів, оскільки воно має експоненціальну криву, що викликає занепокоєння, що безпека операцій на орбіті незабаром може вийти з-під контролю.

«Зараз кількість маневрів зростає в геометричній прогресії», — сказав Space.com Х’ю Льюїс, професор астронавтики в Університеті Саутгемптона у Великій Британії та провідний експерт із впливу мегасузір’їв на безпеку орбіти. «Він подвоювався кожні шість місяців, і проблема експоненціальних тенденцій полягає в тому, що вони дуже швидко досягають дуже великих чисел».

1 мільйон маневрів до 2028 року 

Дані, зібрані Льюїсом, показують, що в першій половині 2021 року супутники Starlink виконали 2219 маневрів для уникнення зіткнень. Кількість зросла до 3333 протягом наступного шестимісячного періоду, що закінчився в грудні 2021 року, а потім подвоїлася до 6873 у період з грудня 2021 року по червень 2022 року. У другій половині 2022 року SpaceX довелося 13 612 разів змінювати траєкторію своїх супутників, щоб уникнути потенційних зіткнень. . В останньому звіті для FCC компанія оголосила про 25 299 маневрів для уникнення зіткнень за останні шість місяців, причому кожен супутник рухався в середньому 12 разів. 

«Зараз, кожні шість місяців, кількість маневрів, які проводяться, подвоюється», — сказав Льюїс. «Всього за два роки він зріс у 10 разів, і якщо ви спрогнозуєте це, у вас буде 50 000 протягом наступних шести місяців, потім 100 000 протягом наступного, потім 200 000 і так далі».

Якщо ця тенденція збережеться, до 2028 року супутникам Starlink доведеться маневрувати майже мільйон разів на півроку, щоб мінімізувати ризик орбітальних зіткнень. І Льюїс не очікує, що таке зростання найближчим часом сповільниться. Наразі SpaceX розгорнула близько третини свого запланованого угруповання першого покоління з 12 000 космічних апаратів і регулярно запускає понад 800 супутників на рік, і ця тенденція, як очікується, збережеться в осяжному майбутньому. 

Однак угруповання Starlink першого покоління – це лише початок. FCC частково схвалила плани щодо угруповання Starlink другого покоління, яке може складатися з до 30 000 супутників. Інші гравці в усьому світі, включно з Amazon з її проектом Kuiper і Китаєм з Guowang, намагаються забезпечити орбітальні слоти зі своїми відповідними регуляторами. 

За словами Джоан Вілер, експерта з регулювання супутників в Alden Legal і голови британської Satellite Finance Network, понад 1,7 мільйона супутників зареєстровано в Міжнародному союзі електрозв’язку, агентстві ООН, яке контролює використання супутниками радіочастот. . Хоча не всі з цих планів, ймовірно, втіляться в життя, цифри, про які йде мова, настільки високі, що такі експерти, як Льюїс, сумніваються, чи можна підтримувати порядок на орбіті. 

«Якщо ми очікуємо, що до кінця цього десятиліття матимемо 100 000 активних супутників, то я підозрюю, що сукупна кількість маневрів, які будуть виконувати всі оператори космічних апаратів, буде просто величезною», — сказав Льюїс. «Ви робите маневри, щоб пом’якшити події високого ризику, але це все одно, що їхати по шосе та повертати кожні 10 метрів, щоб уникнути зіткнення. Це, мабуть, небезпечно».

За даними Європейського космічного агентства, зараз навколо нашої планети обертається близько 10 500 супутників, 8 100 з яких працюють. Все стало настільки перевантаженим відносно недавно. Наприклад, у 2019 році, за даними Statista, навколо планети оберталося лише близько 2300 активних супутників. Основним рушієм зростання є Starlink, безсумнівно, найбільше супутникове угруповання, коли-небудь зібране.

Нові супутники — не єдина причина зростаючої потреби в орбітальному повороті. Кількість космічного сміття  — недіючих космічних кораблів, старих ракетних ступенів і різних фрагментів — також продовжує зростати, що ускладнює операторам захист своїх космічних кораблів. 

В даний час SpaceX проводить маневр уникнення щоразу, коли орбітальні моделі показують, що ймовірність того, що один із супутників Starlink перетне шлях іншого об’єкта, перевищує 1 на 100 000. Цей поріг у 10 разів нижчий за стандарт, який підтримується NASA та іншими міжнародними агентствами. 

Однак Льюїс сумнівається, чи зможе SpaceX підтримувати такий високий стандарт, оскільки кількість «сповіщень про з’єднання» продовжує зростати. Він додає, що, незважаючи на зусилля компанії, залишковий ризик зіткнення також буде зростати.

Джонатан Макдауелл, астрофізик із Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики та ще один часто чути застереження в дебатах про супутникові мегасузір’я, погоджується з Льюїсом: «SpaceX переконані, що вони можуть впоратися зі зростаючим маневровим навантаженням», — сказав Макдауелл Space.com у E-mail. «Я не впевнений, що SpaceX належним чином врахував нестатистичні помилки (можливість незалежних і непередбачуваних помилок, які призвели до поганого результату – зіткнення), тому я стурбований тим, що ми працюємо на межі того, що є безпечний.”

Starlink покладається на автономну систему запобігання зіткненням, яка дає супутникам інструкції маневрувати на основі моделей орбітальних траєкторій об’єктів у космосі. Ці моделі надають сповіщення за кілька днів наперед і не завжди можуть бути правильними. Крім того, на точність цих розрахунків можуть вплинути інші фактори, такі як зміни щільності земної атмосфери на великих висотах, спричинені космічною погодою. Джерело