Меньше трех дней до конца света на орбите: почему программа CRASH Clock бьет тревогу?

Сейчас вокруг Земли летает в разы больше спутников, чем еще несколько лет назад. Специалисты говорят, что орбита начинает напоминать оживленную магистраль, где нет вообще ни одного светофора. Астрономы придумали простую, но пугающую программу под названием CRASH Clock.

Это своего рода «часы Апокалипсиса», которые показывают, через какое время в космосе случится тотальная катастрофа, если на всех спутниках вдруг отключатся системы маневрирования. Сейчас «часики» показывают всего 2,8 дня.

А ведь недавно было все хорошо

Еще в 2018 году низкая околоземная орбита была относительно свободным пространством. Около 4000 спутников, редкие опасные сближения и достаточно спокойные расчеты орбит. Но ситуация стремительно изменилась, когда Илон Маск стал закидывать в небо мегагруппировки Starlink. Сейчас в космосе уже около 14 000 спутников, и 9000 из них принадлежат одной компании и работают на высотах от 340 до 550 километров.

Каждый такой аппарат летит со скоростью порядка 7–8 километров в секунду, а расстояния между орбитальными «полосами» становятся все меньше. Если представить орбиту как многополосную трассу вокруг планеты, то за последние годы по ней выпустили тысячи новых машин, но так и не построили нормальных развязок и дополнительных полос. При этом в космосе уже присутствуют старые, отработавшие аппараты и обломки прошлых аварий, которые ведут себя как бесхозные, неуправляемые грузовики.

Чтобы избежать столкновений, операторы постоянно корректируют орбиты спутников, реагируя на прогнозы возможных сближений. Например, каждые две минуты (точнее, даже меньше) один из аппаратов Starlink выполняет маневр уклонения, чтобы чиркнуть по соседу. Эта невидимая с Земли суета — единственное, что удерживает орбиту от цепной реакции столкновений.

Сколько натикало на «часах Апокалипсиса»?

Группа исследователей под руководством Сары Тиле из Принстона (США) решила получить ответ на один простой вопрос. Что будет, если в какой-то момент спутники вдруг не разучатся обруливать опасность. Ученые сделали CRASH Clock — Collision Realization And Significant Harm Clock, в переводе с английского «часы реализации столкновения и серьезного вреда». По сути, это таймер, который отсчитывает время до первой серьезной катастрофы, если все спутники внезапно перестанут выполнять маневры уклонения.

Ученые взяли реальные орбитальные данные, прогнали их через модели, сравнив 2018 год и текущее состояние орбиты. В 2018-м CRASH Clock показывали 121 день. То есть должно было пройти четыре месяца, прежде чем случилась бы серьезная авария при полном отсутствии маневров. Сейчас при тех же расчетных условиях время сократилось до 2,8 дня.

Возникает вопрос: а как так может случиться, что спутники вдруг не смогут обруливать друг друга. На самом деле, очень просто. Например, мощная солнечная буря может запросто вывести из строя системы ориентации и связи сразу у большого числа аппаратов.
Так не бывает? О, еще как бывает. К примеру, в мае 2024 года сильный геомагнитный шторм уже заставил часть аппаратов «поплыть» волной по орбитам. К счастью, тогда операторам удалось сохранить контроль.

Исследователи говорят: если однажды буря уровня исторического события Кэррингтона 1859 года ударит по насыщенной спутниками орбите, времени на исправление курса будет совсем немного.

Важно, что сами авторы работы подчеркивают: CRASH Clock — это не инструмент для пророчества конца света, а индикатор нашей орбитальной уязвимости.

Домик из карт над нашими головами

Английский эксперт по космическому мусору Хью Льюис сравнил ситуацию на орбите именно с карточным домиком. Каждый новый спутник — это еще одна карта, которую мы аккуратно вставляем в уже шаткую конструкцию, надеясь, что она выдержит и в этот раз.
Пока операторы бдят, корректируют орбиты и следят за прогнозами, карточный домик шатается, но держится. Но если вдруг управление ослабнет, вся эта махина развалится быстро и необратимо.

Надо понимать, что нынешние 14 000 аппаратов — это только начало. SpaceX, Amazon и несколько китайских компаний планируют десятки тысяч новых спутников. Даже ребенок поймет, что по мере роста их числа CRASH Clock будет тикать все быстрее и быстрее.

Уже сейчас существует достаточно большая вероятность, что сбой в какой-то точке орбиты или ошибка одного оператора могут запустить цепочку событий, которая приведет к синдрому Кесслера.
Так астрономы называют лавинообразное наращивание облака обломков, которые сделают часть орбиты фактически не пригодной для дальнейшего использования.

Операторы говорят, что у них все под контролем. SpaceX, например, заявляет, что использует сверхосторожный порог для маневров. Аппараты Маска начинают уклонение уже при вероятности столкновения примерно 3 к 10 миллионам, тогда как стандарт — 1 к 10 000.

Другие компании и агентства развивают системы слежения за объектами, обсуждают единые правила «движения» на орбите и технологии активного удаления мусора. Но при этом никто не может гарантировать, что мощная солнечная буря или цепочка технических сбоев не приведут к ситуации, близкой к худшему сценарию CRASH Clock.

Глядя на эти расчеты, легко впасть либо в панику, либо просто махнуть рукой. Космос ведь большой, да и серьезных столкновений пока немного.

Истина, как это обычно бывает, находится где-то рядом. CRASH Clock не обещает неминуемой катастрофы завтра, но напоминает, что карточный домик над нашими головами стал совсем шатким, а потому требует крайне серьезного обращения. Останется ли он стоять или рухнет с грохотом, зависит от того, научимся ли мы поддерживать порядок на орбите.

Антон Рыбаков