Почему в 2022 году мы потеряли рекордное количество спутников?⁠⁠

Погоду на поверхности планеты синоптики с недавних пор предсказывают весьма точно. Сказывается большая практика и вечные жалобы потребителей информационного продукта. С прогнозами же того, что творится за пределами атмосферы, дело обстоит гораздо хуже. В прошлом году в этом на собственном опыте убедились инженеры компании «SpaceX». Они приготовили к запуску очередную порцию спутников «Starlink», сверились с прогнозом космической погоды, после чего дали добро на старт ракеты-носителя. Однако из 49 отправившихся на орбиту аппаратов 38 упали в атмосферу. Инцидент оказался очень неприятным, в том числе с точки зрения финансовых и репутационных потерь.

Рядом с планетой Земля космическую погоду по большей части определяет активность Солнца. Материя и свет, извергающиеся нашей звездой, способны самым негативным образом повлиять на находящиеся здесь спутники. Многие из этих аппаратов, в том числе вся группировка «Starlink», располагаются на низкой околоземной орбите, каковой считается область, простирающаяся на расстоянии от 160 до 1000-2000 километров над поверхностью. «SpaceX» работает в ближней к Земле части этого диапазона. Изначально её спутники выводятся на высоту в 210 километров. Делается это для того, чтобы в случае какого-то форс-мажора аппарат быстро упал в атмосферу и сгорел в ней. Если же все идет по плану, он включает небольшие двигатели и удаляется от поверхности планеты на постоянную орбиту, находящуюся на высоте около 500 километров.

Спутники Starlink в пакете до отделения от разгонного блока

Тридцать восемь аппаратов несчастливой серии рухнули вниз из-за повышенного сопротивления среды в нижней части маршрута. Молекул вещества здесь крайне мало, если сравнивать с атмосферой, но все же больше, чем в дальнем космосе. А в тот день их концентрация была увеличена вполовину. По крайней мере, на фоне всех предыдущих запусков. Данный фактор помешал большинству спутников самостоятельно подняться на конечную орбиту. Несколько дней спустя выяснилось, что рост сопротивления среды был спровоцирован космической бурей, масштабы которой недооценили эксперты соответствующего профиля.

Выброс корональной массы от 26.09.2014

Перед запуском спутников на Солнце произошел выброс корональной массы. Она достигла Земли в день старта. Вступив во взаимодействие с магнитным полем планеты, этот поток наполнил атмосферу дополнительным количеством энергии. Воздушная оболочка немного расширилась, в результате чего, как уже заявлено, среда на низкой околоземной орбите стала плотнее. Когда инженеры «SpaceX» поняли, что отправленные туда спутники испытывают повышенное сопротивление, было уже слишком поздно. Кто виноват в том, что прогноз космической погоды оказался ошибочным?

Специалисты, которых, наверное, можно назвать «орбитальными синоптиками», трудятся в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований (NOAA). Эта та самая организация, которая, помимо прочего, составляет сводки о земной погоде. Здесь знали о приближении космической бури, но не думали, что она сможет причинить ущерб. Событию был присвоен «незначительный» уровень и соответствующая информация была передана в «SpaceX». Люди, отвечавшие за запуск спутников «Starlink», перепроверили данные, и тоже совершили ошибку. Как это могло получиться?

Дело в том, что до 2019 года, когда, собственно, началось размещение в космосе группировки «Starlink», вывод спутников на 200-километровую высоту не был сколько-нибудь популярным занятием. Их гораздо чаще отправляли на геосинхронную (около 35000 километров над поверхностью) или среднюю околоземную орбиту, расположенную между двумя упомянутыми выше. Для аппаратов, находящихся там, солнечная буря и в самом деле была событием незначительного масштаба, что и было показано специалистами NOAA. Сопротивление среды здесь не может увеличиться на сколько-нибудь серьезное значение, хотя пагубное воздействие солнечной радиации, пусть и в ином виде, ощущается.

Синоптики перед множеством экранов в Бюро прогнозов космической погоды Центра прогнозирования космической погоды NOAA (SWPC) в Боулдере

Это может быть увеличение количества частиц высокой энергии, приводящее к накоплению электрического заряда на поверхности или электронном оборудовании спутника. В худшем случае это приводит к короткому замыканию и выводу аппарата из строя. Также он может стать жертвой попадания всего одной высокоэнергичной частицы, однако насколько часты такие прецеденты, широкой публике неведомо. Операторы подобного оборудования вряд ли готовы делиться с нами информацией этого рода.

В любом случае, как государственные агентства, так и частные компании, занимающиеся выводом спутников на земную орбиту, ждут непростые несколько лет. Дело в том, что в 2019 году начался новый 25-летний цикл солнечной активности. Максимально яростно наша звезда, как ожидается, проявит себя в 2025-ом. Начало периода уже выдалось гораздо более событийным, чем прогнозировалось, поэтому, скорее всего, следует ожидать новых солнечных бурь, в том числе мощных.

Вышеизложенное недвусмысленно говорит о том, что наибольшее внимание потребуется спутникам, находящимся на низкой околоземной орбите. Их запуск обходится дешевле, они способны предоставить качественные съемки поверхности и обеспечить более высокую скорость того же Интернет-соединения. В этой связи не удивительно, что различные заинтересованные стороны планируют запустить тысячи таких аппаратов.

Коррективы уже вносятся. Сразу после инцидента с потерей 38 спутников компания «SpaceX» изменила программу их запуска. Следующая серия была отправлена на начальную высоту в 300 километров. Специалисты, задействованные в данной сфере, пытаются также сделать более точными прогнозы космической погоды. «SpaceX» делится получаемыми на орбите данными с NOAA, в результате чего происходит постоянное уточнение компьютерных программ моделирования. Кроме того, НАСА планирует запустить несколько спутников, которые займутся непосредственным изучением «околоземного климата». Будем надеяться, что все это даст требующийся результат. Одного дождя из спутников для истории космонавтики более чем достаточно.

Спасибо за внимание! Если вам понравилась статья, то можете поддержать нас "плюсиком" или подписаться на наш канал. Также хотелось бы упомянуть, что у нас есть свой Телеграм канал. Там мы постоянно публикуем интересные посты о космосе и астрономии.