Спутниковые группировки могут перейти критическую черту и запустить лавину космического мусора в обозримом будущем

Математическая модель показала, что 6 из 16 рассмотренных группировок уже находятся за порогом неустойчивости, включая крупные проекты США и Китая. Ещё 3 попали в опасную промежуточную зону

Почти 30 000 спутников уже были выведены на орбиту Земли и регуляторы получили заявки ещё более чем на 1 млн аппаратов. Новый анализ Хью Льюиса из Бирмингемского университета показывает, что у спутниковых группировок существует критический размер: после его превышения столкновения способны запускать неуправляемый рост количества обломков. Если текущие планы по выводу количества космических аппаратов будут реализованы, то общее число спутников в заявленных группировках приблизится к 1,7 млн.

Проблема возникает из-за каскадного эффекта: столкновение двух спутников может создать тысячи фрагментов, каждый из которых способен уничтожить следующий аппарат и породить новые обломки.

При этом существующие оценки безопасности обычно рассматривают риск для отдельных спутников и не учитывают совокупное поведение целых группировок. Льюис построил математическую модель, которая учитывает частоту прохождения спутников и обломков через определённые области, способность аппаратов уклоняться от столкновений и скорость их схода с орбиты после окончания эксплуатации.

С помощью модели учёный оценил 16 спутниковых группировок — как уже находящихся на орбите, так и находящихся на стадии планирования. 6 из них превысили порог, после которого количество мусора начинает расти неограниченно. Среди них оказались крупные проекты США и Китая. Ещё 3 группировки попали в неустойчивую зону, где обломки накапливаются, хотя процесс ещё не переходит в неконтролируемую лавину.

Критический порог зависит не только от количества аппаратов. В одной из рассмотренных группировок всего несколько сотен спутников оказались достаточными для возникновения неустойчивости из-за особенностей расположения орбит. Другая небольшая группировка перешла в режим неконтролируемого роста мусора потому, что её малые спутники не имели двигателей для манёвров уклонения от столкновений.

По расчётам Льюиса, часть рисков можно снизить сравнительно небольшими изменениями конструкции: например, увеличить аэродинамическое сопротивление аппаратов, чтобы они быстрее сходили с орбиты после завершения работы, или продлить срок службы спутников и тем самым сократить количество запусков на замену.