В то время как Илон Маск потряс мир планами по выводу на орбиту миллиона спутников, главы космических агентств и операторы космических аппаратов по всей планете наверняка выступят против этой схемы SpaceX, утверждает выдающийся космический ученый.
Если бы Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) хотя бы намекнуло, что может одобрить запуск мега-созвездия SpaceX из миллиона спутников, «я бы ожидал немедленных и очень решительных возражений со стороны операторов спутников, астрономов, страховщиков, национальных космических агентств, оборонных организаций и иностранных правительств», — говорит Брайан Херли, ведущий мировой эксперт, который документирует стремительное расширение современного космического сектора и его влияние на сферы национальной безопасности и международных отношений.
«Возражения поступят не только от Китая и России, — говорит Херли, основатель влиятельного аналитического центра New Space Economy, который также издает цифровой журнал. — Они, вероятно, поступят и от операторов из США и Европы, потому что риск не ограничивается компанией, предлагающей систему».
«Вывод на орбиту миллиона спутников резко увеличит потенциал для столкновений между спутниками», — сказал мне Херли в интервью.
SpaceX уже создала крупнейшее созвездие из когда-либо существовавших вокруг нашей планеты и надеется вывести на орбиту еще множество спутников. (Фото: Alan Dyer/VW Pics/Universal Images Group через Getty Images)
«В масштабе одного миллиона спутников даже крошечные проценты отказов превращаются в большие абсолютные числа. 99,9% успеха все равно оставляют 1000 неисправных спутников».
Неисправные спутники, потерявшие способность маневрировать для уклонения от столкновений, могут врезаться в другие близлежащие спутники, потенциально вызывая каскад столкновений.
Если их запустить выше зон интенсивного движения на низкой околоземной орбите, говорит Херли, «миллион спутников на более высоких, более долговечных орбитах будет гораздо опаснее, потому что неисправные космические аппараты и обломки могут оставаться там десятилетиями или столетиями».
Потенциал для потери контроля над спутниками возрастает, добавляет он, в условиях «солнечных бурь, сбоев программного обеспечения, отказов двигателей, плохих эфемеридных данных, киберпроблем, производственных дефектов, аномалий при развертывании и обычного старения».
В преддверии первичного публичного размещения акций SpaceX ее основатель опубликовал сенсационное сообщение на сайте SpaceX Updates, набросав планы по «запуску созвездия из миллиона спутников» — план, который, как пообещал Илон Маск, в конечном итоге продвинет «многопланетное будущее человечества».
Это сообщение самого богатого аэрокосмического аристократа планеты вызвало шок в космическом секторе, прокатившийся по всем континентам.
SpaceX стремится использовать свою супер-капсулу Starship, которая сейчас проходит испытания, чтобы ускорить вывод сверхсозвездия на орбиту. (Фото: CHANDAN KHANNA/AFP через Getty Images)
Окружив Землю сверхмассивным облаком спутников, космический ученый Брайан Херли говорит, «это сделало бы неисправные космические аппараты гораздо более серьезной долгосрочной угрозой».
«Если один оператор заполняет слой миллионом спутников, каждый другой оператор, использующий соседние или пересекающие орбиты, принимает на себя часть этого риска».
Даже перспектива запуска такого количества спутников для вращения вокруг Земли, что может подвергнуть опасности другие космические аппараты, способна вызвать политический торнадо, которое распространится по всему миру.
«SpaceX, — говорит он, — получила бы выгоду от бизнеса, но риск столкновения, проблему яркости неба, проблему координации радиочастот, бремя возвращения в атмосферу и долгосрочный риск замусоривания космоса пришлось бы разделить всем».
«Это именно та ситуация, которая порождает международные возражения».
Херли говорит, что уже есть предзнаменования будущих протестов против плана SpaceX, вызванные выводом на низкую околоземную орбиту «всего лишь» 10 000 спутников Starlink.
«Астрономы и научные учреждения возражали против очень крупных проектов спутников и орбитальной инфраструктуры, — говорит он, — а предыдущие одобрения Starlink уже оспаривались в суде другими сторонами».
«Предложение о миллионе спутников многократно усилит эту реакцию».
Передовые сенсорные технологии, от радаров до телескопов и космических камер высокого разрешения, сейчас используются правительством США и лидерами NewSpace для отслеживания пилотируемых космических капсул, космических станций, спутников и осколков, созданных в предыдущих столкновениях, которые носятся вокруг планеты со скоростью 28 000 километров в час.
«LeoLabs, Космические силы США, Space-Track и формирующаяся система TraCSS от NOAA/Министерства торговли уже предоставляют услуги отслеживания, оценки сближений [потенциальных будущих столкновений] и предупреждения», — сказал мне Херли.
«LeoLabs заявляет, что ее радиолокационная сеть отслеживает более 22 000 спутников, ракетных тел и фрагментов мусора для выдачи предупреждений о сближениях».
18-я эскадрилья космической обороны Космических сил США отслеживает бесчисленные кольца активных и неконтролируемых спутников и оперативно передает данные о неизбежных столкновениях операторам космических аппаратов, которые могут дать команду на маневры уклонения.
Но расширение и модернизация этих систем слежения для наблюдения за миллионом космических аппаратов потребует астрономического скачка возможностей.
В то же время, указывает Херли, «отслеживание — это только первый уровень».
«Более сложный вопрос заключается в том, сможет ли система поддерживать точное знание орбит, обрабатывать огромное количество возможных сближений, своевременно распространять предупреждения, получать обновленные планы маневров от операторов, разрешать конфликты этих маневров и делать все это, когда спутники выходят из строя, операторы не соглашаются друг с другом, данные неполны или геополитические отношения плохи».
«Текущие системы, — говорит он, — не были разработаны для миллиона маневрирующих объектов, плюс мусор, плюс мертвые космические аппараты, плюс враждебное или некооперативное поведение».
«Некоторые национальные космические агентства и коммерческие партнеры только сейчас начинают демонстрировать технологии для осмотра, захвата и сведения с орбиты неисправных спутников или отработанных ракетных ступеней, в то время как другие операторы продолжают оставлять мертвые космические аппараты и верхние ступени на орбите».
Даррен Макнайт, старший технический сотрудник ведущей в мире организации по орбитальному картографированию LeoLabs, говорит, что было бы трудно предсказать, сколько времени может потребоваться для расширения космической системы наблюдения LeoLabs, чтобы отслеживать более миллиона космических аппаратов, проносящихся по орбитальным кольцам, окружающим Землю.
Один из ведущих в мире трекеров космических аппаратов, доктор Макнайт, сказал мне в интервью: «Мы созданы для быстрого масштабирования и масштабировались достаточно быстро, чтобы справиться со всем шоком для системы за последние несколько лет, когда количество действующих спутников увеличилось в пять раз».
Макнайт, имеющий докторскую степень в области аэрокосмической техники в престижном Университете Колорадо и написавший множество прорывных работ по космическому мусору и его потенциалу вызывать катастрофические столкновения, говорит, что серьезно сомневается, «что когда-либо будет миллион действующих спутников на НОО».
«Если бы они были, — предсказал он, — это был бы постепенный процесс достижения этой точки».
«Со временем надежность космических аппаратов будет медленно снижаться, в то время как эксплуатационная нагрузка по снижению риска столкновений, вероятно, будет расти экспоненциально (т.е. квадратичный эффект по сравнению с линейным)».
«Другие технологии будут развиваться вместе с этим возросшим риском, наряду с установкой большего количества радаров для продолжения предоставления оперативных оценок сближений».
Макнайт возглавляет команду по анализу данных в базирующейся в Кремниевой долине компании LeoLabs, которая управляет глобальной сетью фазированных антенных решеток, сканирующих низкую околоземную орбиту и отслеживающих десятки тысяч объектов в полете — от брошенных ракет до облаков осколков, созданных испытаниями противоспутниковых ракет, — которые совершают кругосветное путешествие.
LeoLabs сочетает передовые радиолокационные изображения с прогностическими инструментами ИИ для моделирования приближающихся орбитальных угроз и уведомляет операторов спутников и других космических игроков о столкновениях с высокой вероятностью, которые могут произойти в ближайшее время.
Тем не менее, доктор Макнайт говорит, что величайшей угрозой для космического сектора по всей планете прямо сейчас являются отработанные ракетные ступени, которые были сброшены на «долгоживущие орбиты».
Столкновение между любыми двумя из этих фантомных космических аппаратов, говорит он, может в конечном итоге вызвать каскад столкновений.
Он говорит, что три космические сверхдержавы несут ответственность за подавляющее большинство массивных бесхозных космических аппаратов, которые сейчас угрожают будущему пилотируемого и роботизированного освоения космоса.
«За последние два года Китай бросил 37 ракетных тел общей массой 156 000 кг на орбитах выше 650 километров, — говорит он. — Они останутся на орбите на десятилетия или столетия».
Во время первой холодной войны Советский Союз и США регулярно сбрасывали свои отработанные верхние ступени на орбите и так и не заключили соглашения о ликвидации этой космической полосы препятствий, сказал он мне в более раннем интервью.
В увлекательном исследовании, которое он возглавил, под названием «Накопление массы долгоживущих ракетных тел на НОО», Макнайт сказал, что каждая ракета, которую соперничающие космические державы мира бросили над Землей с начала первой космической гонки, отслеживается в реальном времени и отображается с помощью замечательной «живой карты орбитальной активности» LeoLabs.
Три крупнейших вкладчика ракетных тел на средней высоте более 615 километров составляют более девяти десятых всех бесхозных ракет, все еще вращающихся вокруг планеты, сказал он.
Россия возглавила таблицу брошенных ракет на этой высоте с 512 неконтролируемыми космическими аппаратами, которые могут в конечном итоге угрожать исследователям космоса по всему миру. США заняли второе место с 242 ракетами, а Китай — третье со 135 отработанными верхними ступенями.
Россия возглавляет список LeoLabs по сбросу ракетных ступеней выше 600 километров, где они могут дрейфовать десятилетиями или столетиями, говорит Даррен Макнайт, один из ведущих в мире трекеров космических аппаратов. (Фото: Vyacheslav OSELEDKO/AFP через Getty Images)
Потенциал катастрофы стремительно растет.
Каждый раз, когда на НОО происходит столкновение или взрыв, особенно на больших высотах, риск новых столкновений возрастает, предупредил Макнайт, потому что образовавшийся мусор не удаляется с орбиты десятилетиями и даже столетиями.
И до сих пор ни одна из этих космических держав не заказала экспериментальные новые космические аппараты, предназначенные для стыковки с ракетами-призраками и управления их приводнением в отдаленных антарктических морях, что устранило бы любую угрозу человеческой жизни, связанную с неконтролируемым входом в атмосферу.
Столкновение между двумя из этих титанических брошенных кораблей, говорит Макнайт, может быть катастрофическим, создав шрапнель, которая распространится на сотни километров и будет представлять риск для космических капсул и спутников на протяжении поколений.
«Мы должны беспокоиться об оставлении массивных объектов, которые не могут управлять своим риском столкновения», — предупреждает Макнайт.
Между тем, он говорит, что, запуская 10 000 спутников Starlink, крупнейшее созвездие, когда-либо созданное в истории человечества, «SpaceX доказала, что способна развертывать, эксплуатировать и обновлять многие тысячи космических аппаратов очень безопасно за последние несколько лет».
«В настоящее время SpaceX управляет своими спутниками более ответственно, чем любой другой оператор: у них самый низкий порог вероятности столкновения (PC), при котором они будут маневрировать для снижения PC при сближении, у них самая низкая цель PC, которой они хотят достичь в результате этого маневра, и они публично делятся многодневными распространенными эфемеридами для всех своих космических аппаратов».
Основатель SpaceX Илон Маск опубликовал свое сенсационное сообщение о том, что компания намерена отправить миллион спутников в космос, во время обратного отсчета до первичного публичного размещения акций SpaceX. (Фото: ROBYN BECK/AFP через Getty Images)
Эфемеридные отчеты отображают прогнозируемую траекторию полета космического аппарата при его движении по небесной сфере и предоставляют данные о потенциальных столкновениях с другими аппаратами.
Напротив, указывает Макнайт, некоторые космические игроки управляют своими космическими аппаратами опасно и хаотично, «не делясь распространенными эфемеридами или планами маневров».
Космический ученый Брайан Херли поддерживает предупреждения Макнайта об огромной опасности, исходящей от ракет-призраков, которые были брошены их сверхдержавами-создателями.
«Озабоченность Даррена Макнайта согласуется с более широкой проблемой орбитального мусора: крупные бесхозные ракетные тела являются одними из самых опасных долгоживущих объектов на орбите, потому что они имеют значительную массу и могут породить большие облака мусора при ударе», — сказал мне Херли.
Тем временем Херли прогнозирует, что если FAA продвинется к одобрению предложения SpaceX о запуске сверхсозвездия из миллиона спутников, Россия и Китай могут броситься противодействовать плану через «дипломатическое и регуляторное давление через установленные международные каналы».
«Основным форумом станет Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях (UN COPUOS)», — говорит он. «Китай, Россия или другие государства могут поднять там вопросы о загруженности орбит, риске замусоривания, долгосрочной устойчивости, влиянии на астрономию или более широком прецеденте системы из миллиона спутников».
Этот комитет не уполномочен юридически блокировать гражданские космические проекты любого государства-члена, говорит Херли, «но это главный орган ООН для официального включения таких возражений в международную космическо-правовую повестку и повестку устойчивости космоса».
«Вторым путем мог бы стать механизм консультаций по Статье IX Договора по космосу».
«Если бы другое государство полагало, что предлагаемая деятельность может вызвать «потенциально вредные помехи» его мирной космической деятельности, оно могло бы запросить консультации с Соединенными Штатами» в соответствии с этим договором, говорит Херли. «Это не остановит проект автоматически, но создаст формальный дипломатический процесс на основе договора».
Трекер космических аппаратов-призраков Даррен Макнайт говорит, что Комитет ООН по использованию космического пространства в мирных целях также может предоставить форум для того, чтобы подтолкнуть ведущие космические державы к очистке верхних орбитальных колец от ракет-призраков, которые преследуют будущее космических полетов.
Эта статья была первоначально опубликована на Forbes.com