В 1978 году ученые НАСА Дональд Дж. Кесслер и Бертон Дж. Кур-Пале предложили сценарий, при котором плотность объектов на низкой околоземной орбите (НОО) будет достаточно высокой, чтобы столкновения между объектами вызывали каскадный эффект. Короче говоря, эти столкновения создадут обломки, которые приведут к новым столкновениям, большему количеству обломков и так далее. Это стало известно как синдром Кесслера, которого астрономы, ученые и защитники космической окружающей среды опасались на протяжении многих десятилетий. В последние годы, когда было развернуто больше спутников, чем когда-либо, тревожные сигналы стали неоспоримыми.
В настоящее время на НОО находится около 13 000 метрических тонн (14 330 тонн США) «космического мусора». С распадом и появлением на орбите еще одного спутника — спутника Intelsat 33e — ситуация только ухудшится. Этот широкополосный спутник связи был расположен на высоте около 35 000 км (21 750 миль) над Индийским океаном на геостационарной орбите (ГСО). Согласно первоначальным сообщениям, опубликованным 20 октября, на спутнике Intelsat 33e внезапно пропало питание. Несколько часов спустя Космические силы США (USSF) подтвердили, что спутник, судя по всему, распался как минимум на 20 частей.
Хотя подтвержденных сообщений о том, что стало причиной распада, нет, это далеко не первый случай разрушения спутника на орбите. В последние годы спутники терялись в результате случайных столкновений, повышенной солнечной активности или преднамеренного разрушения (при испытаниях противоспутниковой техники). Что известно, так это то, что спутник Intelsat 33e, произведенный компанией Boeing и эксплуатируемый многонациональным поставщиком спутниковых услуг Intelsat, с момента запуска в августе 2016 года столкнулся с рядом проблем, особенно в том, что касается его двигательной установки.
Кредит: Нортроп Грумман
Первый произошел менее чем через год после запуска спутника, когда он достиг желаемой орбиты на три месяца позже, чем предполагалось. Сообщается, что эта задержка произошла из-за проблемы с основным двигателем, который отвечает за контроль высоты и ускорения спутника. Другой произошел, когда он выполнил специальный маневр, гарантирующий, что спутники смогут поддерживать правильную высоту («действие по поддержанию местоположения»). Во время маневра Intelsat 33e сжег больше топлива, чем ожидалось, что сократило время его пребывания на орбите на три с половиной года.
Кроме того, в 2019 году вышел из строя еще один спутник Intelsat той же модели (EpicNG 702 MP производства Boeing). Однако они далеко не одиноки в том, что спутники разрушаются и производят мусор. В июле российский коммерческий спутник «РЕСУРС-П1» сломался на околоземной орбите, образовав более 100 обломков, которые можно было отследить (и, вероятно, гораздо больше, которые были слишком малы, чтобы их можно было обнаружить). В том же месяце выведенный из эксплуатации спутник 5D-2 F8 оборонной метеорологической спутниковой программы (DMSP) развалился на орбите.
9 августа 2024 года верхняя ступень ракеты Long March 6A (CZ-6A) распалась на орбите, образовав облако из по меньшей мере 283 частей отслеживаемых обломков. Геомагнитная буря, произошедшая 3 февраля 2022 года, совпала с запуском 49 спутников Starlink, большая часть которых в результате была потеряна. Неясно, как этот последний инцидент повлияет на объекты на орбите. Тем не менее, астрономы надеются, что изучение образовавшихся обломков поможет понять растущую проблему космического мусора.
По данным Управления космического мусора ЕКА, около 40 500 объектов на НОО имеют диаметр более 10 см (3,9 дюйма). Кроме того, существует еще 1,1 миллиона объектов диаметром от 1 до 10 см (от 0,39 до 3,9 дюйма) и 130 миллионов объектов от 1 мм до 1 см (от 0,039 до 0,39 дюйма). По оценкам Управления космического мусора, это составляет более 13 000 метрических тонн, состоящих из кусков отработанных ступеней ракет, спутников и других объектов, запущенных на орбиту с 1957 года – когда Спутник-1 стал первым искусственным спутником, выведенным на орбиту.
В статье 2009 года Кесслер заявил, что орбитальная ситуация уже достигла точки нестабильности. Как он писал:
«Результаты моделирования, подтвержденные данными испытаний ВВС США, а также рядом независимых ученых, пришли к выводу, что текущая среда мусора «нестабильна» или превышает критический порог, так что любая попытка добиться отсутствия роста мелкого мусора окружающая среда путем устранения источников прошлого мусора, скорее всего, потерпит неудачу, потому что фрагменты от будущих столкновений будут генерироваться быстрее, чем атмосферное сопротивление удалит их».
В соответствии с Конвенцией о международной ответственности за ущерб, причиненный космическими объектами 1972 года, ответственность за его разрушение и мусор несет страна, запустившая спутник в космос. Однако это происходит только в тех случаях, когда вина может быть доказана, и за более чем 50 лет, прошедших с момента его подписания, он был приведен в исполнение только один раз. Пока неясно, будет ли Intelsat оштрафован Федеральной комиссией по связи (FCC) за этот последний инцидент. Тем не менее, этот последний разрыв подчеркивает необходимость создания более надежной основы для смягчения последствий будущих столкновений и борьбы с космическим мусором.
В частности, технология отслеживания должна будет развиваться, чтобы можно было отслеживать больше объектов. В настоящее время около 36 860 космических объектов регулярно отслеживаются сетями космического наблюдения (SSN) по всему миру и сохраняются в их каталогах. Кроме того, исследуются и разрабатываются активные меры по безопасному отслеживанию и удалению мусора с НОО, некоторые из которых уже реализованы. Примером может служить спутник ADRAS-J, запущенный 18 февраля 2024 года.
ADRAS-J, разработанная токийской компанией AstroScale, является первой миссией, которая приблизится и обследует кусок космического мусора. Спутник Clearsat-1 также разрабатывается Европейским космическим агентством и швейцарским стартапом ClearSpace Today. НАСА также разрабатывает средство активного удаления мусора (ADRV) – легкое одноразовое транспортное средство, которое будет удалять мусор массой 1000–4000 кг (1,1–4,4 тонны США) и на высоте 200–2000 км (124 до 1240 миль).
Тем временем Intelsat продолжает расследовать потерю обоих своих спутников. Согласно последнему обновлению компании, опубликованному 21 октября 2024 года:
«Мы координируем свои действия с производителем спутников Boeing и государственными учреждениями для анализа данных и наблюдений. Для завершения всестороннего анализа причины аномалии был созван Совет по рассмотрению отказов. После аномалии Intelsat вел активный диалог с пострадавшими клиентами и партнерами. Планы миграции и восстановления услуг активно реализуются для всего флота Intelsat и спутников сторонних производителей».
Дальнейшее чтение: Физика.орг, Интелсат
