Синдром Кесслера: до зіткнення супутників залишилося 2,8 дня

У 1978 році дослідник NASA Дональд Кесслер та його колеги опублікували наукову роботу під назвою «Частота зіткнень штучних супутників: створення поясу уламків». Вчені попередили про похмурий сценарій: одне зіткнення між супутниками може призвести до серії наступних аварій, «кожна з яких збільшить ймовірність подальших зіткнень, що призведе до утворення поясу уламків навколо Землі». За певних умов такий пояс може почати формуватися протягом цього століття і стати значною проблемою в наступному, попереджала пророча стаття. Така катастрофічна серія каскадних подій отримала назву «синдром Кесслера». Термін підкреслює значні ризики засмічення орбіти нашої планети тисячами об'єктів людського походження, включаючи численні мегасузір'я супутників та весь непотріб, що залишається після їхнього запуску та виведення з експлуатації.

Це не лише створює загрозу для астронавтів, але синдром Кесслера може також значно ускладнити майбутні зусилля з дослідження космосу, перетворивши орбіту планети на вир смерті. Тепер міжнародна команда дослідників з Принстонського університету, Університету Британської Колумбії та Університету Реджайни спробувала кількісно оцінити цей ризик, створивши нову метрику під назвою «Годинник реалізації зіткнення та значної шкоди». «Існує значний потенціал того, що поточні або заплановані дії на орбіті можуть спричинити серйозну деградацію орбітального середовища або призвести до катастрофічних наслідків, що підкреслює нагальну потребу знайти кращі способи кількісної оцінки навантаження на орбітальне середовище», написали вони в ще не рецензованій статті, яку першим помітив Gizmodo. «Тут ми пропонуємо нову метрику, годинник CRASH, який вимірює таке навантаження з точки зору часу, необхідного для катастрофічного зіткнення, якщо не буде маневрів ухилення від зіткнень або станеться серйозна втрата ситуаційної обізнаності».

У разі надзвичайно потужної сонячної бурі, яка вимкне супутниковий зв'язок, або іншого виду «широкомасштабної руйнівної події», дослідники попереджають, що зіткнення може статися всього за 2,8 дня. Іншими словами, якщо супутники раптом втратять здатність відстежувати та уникати інших об'єктів на орбіті, потенційно катастрофічна аварія станеться менш ніж за три дні. Така подія може здатися неймовірною, але дослідники зазначили, що незліченна кількість супутників змушена була коригувати свої орбіти після потужної сонячної бурі у травні 2024 року. Наступні хаотичні рухи зробили «маневри ухилення від зіткнень надзвичайно невизначеними».

Ризики були значно нижчими до «ери мегасузір'їв», з годинником CRASH у 121 день або близько чотирьох місяців у 2018 році, всього сім років тому, дійшли висновку дослідники. «Хоча зіткнення можуть розвиватися десятиліттями або століттями, одне зіткнення може створити значне навантаження на орбітальне середовище негайно, навіть якщо воно не призведе до лавиноподібного ефекту», йдеться в статті. Іншими словами, це було б схоже на спостереження за залізничною катастрофою в уповільненій зйомці. «У короткостроковій перспективі велике зіткнення більше схоже на катастрофу з розливом нафти Exxon Valdez, ніж на голлівудський негайний кінець операцій на орбіті», пишуть дослідники. «Дійсно, супутникові операції можуть продовжуватися після великого зіткнення, але матимуть інші робочі параметри, включаючи вищий ризик пошкодження від зіткнення».

Це правда: кількість супутників, що відправляються на орбіту, різко зросла з 2018 року, оскільки компанії змагаються за побудову величезних мереж за сотні миль над поверхнею. Згідно з нещодавнім дослідженням, кількість об'єктів на низькій навколоземній орбіті майже подвоїлася з 13 700 у 2019 році до понад 24 000 у 2025 році. Наразі головним винуватцем є SpaceX Ілона Маска. У жовтні компанія досягла важливої віхи, запустивши 10 000 супутників Starlink. Але через їхній термін служби компанія втрачає від одного до двох супутників на день. Станом на 30 жовтня у компанії близько 9000 функціонуючих супутників на орбіті, що становить понад 60 відсотків усіх активних супутників, які зараз обертаються навколо Землі.

Хоча вони розроблені так, щоб повністю згоряти під час повторного входу в атмосферу, експерти все ще стурбовані тим, що експлуатація таких величезних сузір'їв може зрештою призвести до зіткнень. Випадково саме сьогодні SpaceX визнала, що втратила зв'язок із супутником Starlink після аварії, що підкреслює зростаючі небезпеки зіткнення. «Супутник значною мірою неушкоджений, обертається і повторно увійде в атмосферу Землі та повністю знищиться протягом тижнів», повідомила компанія у Twitter. «Поточна траєкторія супутника розмістить його нижче Міжнародної космічної станції, не створюючи ризику для орбітальної лабораторії чи її екіпажу».

Хоча SpaceX отримала значну перевагу, вона є лише одним із кількох гравців, які працюють над орбітальними сузір'ями. Конкуренти, включаючи Amazon та підтримувану державою Китайську аерокосмічну науково-промислову корпорацію, також планують запустити власні широкосмугові сузір'я, що означає очікуване експоненційне зростання кількості об'єктів, які обертаються навколо нашої планети протягом найближчих років. І це не лише масштабне збільшення ризику потенційно катастрофічного зіткнення, про яке варто турбуватися. Експерти вже попереджали, що сузір'я виявляються серйозною перешкодою для астрономічних спостережень. Численні супутники також можуть виділяти шкідливі забруднювачі, такі як оксиди алюмінію, під час згоряння при повторному вході в атмосферу, пошкоджуючи верхні шари атмосфери Землі та озоновий шар, що змушує експертів закликати до посиленого нагляду та суворіших правил.