Síndrome de Kessler vista por um artista
Tudo vai ficar mal
A expressão numérica do progresso tecnológico, o fato de o número de satélites estar aumentando, tem seu lado negro. De forma alguma, todo aparato, no final de sua vida ativa, entra culturalmente em uma órbita funerária especial para não interferir em ninguém. Além disso, quando o satélite é separado do estágio superior ou do último estágio do veículo de lançamento, os dois estão no alvo ou na órbita de transferência, e nem todos os estágios superiores entram em sua órbita de eliminação. As características de design dos foguetes também levam ao fato de que vários objetos de lixo espacial podem aparecer em um veículo lançado. Como resultado, para 2020 o número de objetos rastreados em órbita se aproximou de 21 mil.
Imagem NASA ODPO
E os cálculos da quantidade de detritos espaciais são pessimistas - satélites e estágios gastos às vezes explodem (mais precisamente, eles estouram quando algum tanque, no qual a pressão permanece, colapsa) e, até agora, raramente, colidem uns com os outros. Dependendo das configurações do modelo, a quantidade de lixo cresce lenta ou rapidamente. E é importante notar que esses modelos ainda não levam em conta a implantação das enormes constelações espaciais Starlink, OneWeb, Projeto Kuiper da Amazon e várias possíveis contrapartes chinesas.
Cálculos da NASA no modelo LEGEND
Cruzamentos perigosos
Com toda a gravidade da ameaça de um aumento da quantidade de detritos espaciais que nos ameaçam, existem dois fatos luminosos que mais se evidenciam como os erros do filme “Gravidade”. Em primeiro lugar, não há necessidade de temer um crescimento explosivo instantâneo na quantidade de detritos espaciais. Os modelos mostram um aumento gradual no número de colisões de satélites em órbita. De acordo com cálculos da Agência Espacial Europeia, uma colisão grave de objetos em órbita ocorre com uma frequência de cerca de cinco anos. E a frequência de cinco colisões por ano, tornando quase impossível o lançamento de novos satélites, é esperada por volta do século 22. Em segundo lugar, essas colisões não eliminarão todos os satélites em todas as órbitas; ainda existem rotas relativamente seguras no espaço, bem como cruzamentos muito perigosos.
A concentração de satélites em órbitas específicas, fonte
Órbita terrestre baixa . Sua principal vantagem é que quanto menor a altitude orbital, mais rápido o satélite irá desacelerar contra os remanescentes da atmosfera e queimar em suas camadas densas. Para altitudes de até 600 km, dependendo da área e massa do dispositivo, o período pode variar muito, mas as estimativas da Agência Espacial Européia dizem que em 25 anos qualquer entulho desaparecerá sem nossa participação.
Distribuição orbital de objetos no modelo MASTER da Agência Espacial Europeia
órbitas polares e sincronizadas com o sol... Órbitas com inclinação de 90 ° e altitude de 800-1200 km são agora o lugar mais perigoso do espaço. Primeiro, muitos satélites já foram lançados lá - essas órbitas são muito convenientes para observar a Terra. Além disso, as órbitas se cruzam acima dos pólos, onde o perigo de colisão aumenta muitas vezes e a colisão é possível em qualquer ângulo, incluindo frontal, quando a energia máxima é liberada e os detritos são espalhados em uma variedade de trajetórias. E, finalmente, os destroços da colisão de 2009 já estão voando aqui, quando o satélite soviético Kosmos-2251 há muito quebrado e o Iridium-33 em funcionamento colidiram em cursos de interseção e formaram 2.296 destroços visíveis. Na verdade, esta colisão ocorreu no local mais provável - próximo ao pólo a uma altitude de 789 km.As constelações de satélites tornarão este lugar ainda mais perigoso - o OneWeb terá que funcionar em uma órbita polar a uma altitude de 1200 km, e o Starlink planeja indicar órbitas em alturas de 1100, 1325, 1130 e 1275 km, e a empresa já foi solicitada a se limitar apenas a dispositivos a uma altitude de 550 km.
Satélites de navegação em órbitas médias . Os satélites GLONASS estão localizados em três planos a uma altitude de 19400 km, GPS - 20180, Beidou - 21500 e Galileo - 23222. Isso é suficiente para formar explosões de densidade perceptíveis nos gráficos, mas mesmo levando em consideração os dispositivos quebrados, a probabilidade de colisão aqui é muito pequena - Ainda não existem tantos satélites, mas ainda há espaço suficiente.
Órbitas de geotransição . Explosões de densidade perceptíveis nos gráficos fornecem órbitas geoestacionárias, nas quais permanecem os últimos ou penúltimos estágios dos foguetes que colocaram os satélites em órbitas geoestacionárias. A velocidade característica exigida diferente (delta-V) fornece até três grupos perceptíveis - de Baikonur, Cabo Canaveral e Kourou. Não há veículos vivos aqui, apenas destroços antigos, e até agora a probabilidade de uma colisão é relativamente pequena.
, NASA
... É muito conveniente para a operação de satélites retransmissores e dispositivos meteorológicos que observam todo o hemisfério, pois há relativamente muitos satélites, e o fato de ter sido usado por um longo tempo significa que há resíduos quebrados antigos o suficiente ali. Forças que têm um efeito perturbador na órbita e requerem consumo de combustível para mantê-la, aqui, em um sentido peculiar, ajudam a "remover detritos" - a Lua que fica sem combustível ou nave quebrada gradualmente arrasta para órbita com uma inclinação de 15 °, e uma ligeira assimetria da Terra coloca detritos na área um dos dois pontos de equilíbrio. Mas aqui existem objetos em órbita com alta excentricidade (alongados, não circulares), então colisões com uma velocidade relativa de até 4 km / s são possíveis. Ele também tem sua própria órbita funerária um pouco mais alta,e uma proporção crescente de satélites vive a ponto de ficar sem combustível, gastando suas últimas gotas em cuidados civilizados no cemitério. Além disso, a singularidade da órbita geoestacionária é que um satélite necrófago especial pode realmente funcionar aqui (o que, por exemplo, em uma órbita polar poderia colocar as coisas em ordem apenas em veículos voando no mesmo plano).
A luta pela limpeza
Como se costuma dizer, colocar e entender um problema já é metade da solução. O fato de a síndrome de Kessler se desenvolver lentamente significa que a humanidade tem uma chance de lidar com ela. Não será fácil - os objetos que já estão no espaço irão gerar gradualmente mais e mais detritos por si próprios e ninguém concordará em introduzir uma moratória sobre o lançamento de novos satélites. Mas o problema também não é insolúvel - nos últimos anos, uma variedade de projetos para limpar o entulho espacial apareceu - de velas e sistemas de cabo a ideias extravagantes como redes.ou reciclar lixo em combustível para voos de catadores. Ainda não há padrões e requisitos obrigatórios, mas espera-se que, em um futuro próximo, os veículos comecem a receber sistemas confiáveis que podem sair da órbita até mesmo satélites quebrados. se ele não quer ficar sem acesso ao espaço.