НАСА официально прокомментировало запрос американской компании AST & Science о создании мегасозвездия спутников на высоте 720 км над поверхностью Земли. Космическое агентство опасается возможных столкновений огромного количества объектов на околоземной орбите. Но дело не только в количестве — хотя компания готова запустить 240 спутников огромных размеров. Рассказываем, почему представители НАСА впервые публично высказались о проблеме, которой вообще-то занимается FCC — Федеральная комиссия по связи, и к чему приведет переизбыток спутников в околоземном пространстве.
С чего все началось?
«НАСА решило вынести на общественного обсуждение вопрос о количестве спутников на орбите, чтобы у компаний была возможность понять встревоженность агентства по поводу наших объектов на орбите. Наша цель — снизить риски столкновений для взаимной выгоды всех участников при создании новых планов по освоению околоземного пространства», — официально заявила Саманта Фондер, инженер НАСА.
Речь идет о планах, выдвинутых AST & Science, которая намеревается построить созвездие из более чем 240 больших спутников, по сути, развернув в космосе «вышки сотовой связи». Цель — обеспечить широкополосное соединение 4G и, возможно, 5G непосредственно с сотовыми телефонами на Земле. Компания, базирующаяся в Мидленде, штат Техас, называет свое созвездие SpaceMobile и готова потратить на новый проект около $120 млн.
Причины острой реакции НАСА
Космическое агентство было вынуждено прокомментировать предложение AST по нескольким причинам.
В частности, предлагаемая высота для созвездия SpaceMobile находится рядом с A-Train, группой из 10 спутников Earth-science monitoring, которые использует НАСА и Геологическая служба США, а также партнеры Штатов во Франции и Японии. «Интересующий компанию AST & Science конкретный регион космоса очень востребован. Наш опыт работы с A-Train показал, что в месте, куда хотят запустить новое созвездие спутников много важных подключений, помехи которых крайне нежелательны», — говорится в заявлении НАСА.
Но это и не единственная причина обеспокоенности космического агентства.
Сами спутники, которые AST & Science хочет запустить на орбиту тоже очень большие. Для оказания услуг компания планирует построить космические аппараты с большими фазированными антенными решетками площадью в 900 кв. м. По данным НАСА, при планировании возможных соединений с другими спутниками на этой орбите потребуется огромный ограничительный радиус (чтобы предупредить столкновения) — в 10 раз больше, чем у других спутников.
Кроме того, космическое агентство отметило, что маневры вокруг созвездия спутников SpaceMobile будут чрезвычайно утомительны. «Для группы из 243 спутников потребуется 1 500 действий „по смягчению последствий“ в год и около 15 000 мероприятий по планированию, — заявило космическое агентство. — Это равняется четырем маневрам и 40 активным действиям по планированию в любой день».
И, наконец, космическое агентство обеспокоено тем, что AST никогда не создавала спутник, отдаленно близкий по размерам к тем, которые они будут создавать. Учитывая этот недостаток опыта, НАСА опасается, спутники могут попросту выйти из строя. Это сделает их неспособными к маневрированию. Космическое агентство прямо заявило, что в таком случае риск катастрофического столкновения «неприемлемо высок».
И это не говоря о возможном новом загрязнении космическим мусором орбиты Земли.
Проблема загрязнения космоса
- Что такое космический мусор?
Космический мусор или космический мусор — это любой механизм или мусор, оставленный людьми в космосе.
Это может относиться к большим объектам, таким как мертвые спутники, которые вышли из строя или остались на орбите в конце своей миссии, и к более мелким предметам, таким как обломки мусора или пятна краски, упавшие с ракеты.
Ракеты могут выпускать множество маленьких обломков, когда они достигают космоса, как показано в этом видео.
- Сколько в космосе мусора?
В настоящее время около 2 000 активных спутников вращаются вокруг Земли, но еще 3 000 мертвых замусорили космос. Более того, существует около 34 000 кусков космического мусора размером более 10 см и миллионы более мелких кусков, которые, тем не менее, могут иметь катастрофические последствия, если они столкнутся с чем-то другим.
- Как космический мусор попадает в космос?
Весь космический мусор — это результат различных запусков Земли. Отработанные части ракеты и сломанные спутники остаются на орбите, пока снова не войдут в атмосферу.
Некоторые объекты на более низких орбитах находятся в нескольких сотнях километрах от поверхности Земли и возвращаются довольно быстро. Они входят в атмосферу через несколько лет и по большей части сгорают, поэтому не достигают земли. Но обломки или спутники, оставленные на высоте более 36 000 км — там, где спутники связи и метеорологические спутники часто размещаются на геостационарных орбитах — могут продолжать вращаться вокруг Земли в течение сотен или даже тысяч лет.
Некоторая часть космического мусора возникает в результате столкновений или противоспутниковых испытаний на орбите. Когда два спутника сталкиваются, они могут разлететься на тысячи новых частей, создавая множество новых обломков. Несколько стран, включая США, Китай и Индию, использовали ракеты для отработки взрывов своих спутников. Это создает тысячи новых частей опасного мусора.
Сколько спутников сейчас на орбите?
Вы когда-нибудь задумывались, сколько спутников вращается вокруг Земли? По данным Союза неравнодушных ученых (UCS), который ведет базу данных активных спутников на орбите, по состоянию на 1 апреля 2020 года в Космосе находилось в общей сложности 2666 спутников, из которых 1918 находились на низкой околоземной орбите (НОО).
И это только до апреля. С тех пор было еще множество запусков. Больше всех пока отличился SpaceX, который в этом году запускает спутники в среднем по одной миссии в месяц для своего интернет-проекта Starlink. На данный момент он запустил на орбиту более 600 объектов и планирует еще несколько десятков тысяч. Amazon недавно объявила о своих планах запустить мегасозвездие из более чем 3 000 спутников для обеспечения подключения к интернету в недостаточно подключенных частях мира. Исследовательская компания Euroconsult прогнозирует, что 2020-е годы станут десятилетием малых спутников, и ожидает в среднем 1 000 запусков в год. Для сравнения: в 2019 году их было в общей сложности 385.
По мере того, как спутники становятся меньше, их становится все проще строить и запускать. Кому-то все это может показаться отличной идеей, но некоторых экспертов это беспокоит.
«Космос может показаться бесконечным, но возможности для безопасного размещения и поддержания объекта на орбите Земли — нет. Риск столкновения между объектами в космосе вполне реален, и крупные столкновения уже произошли», — заявил Майкл Домингес, бывший высокопоставленный чиновник министерства обороны, исполнявший обязанности секретаря ВВС и исполнительного агента Министерства обороны по космосу. Даже одно столкновение может создать опасное поле обломков, которое может вывести из строя ряд критически важных технологий, от которых мы зависим. Речь идет о глобальной связи и навигации. Одна ошибка поставит под угрозу астронавтов, находящихся на Международной космической станции. Финансовые последствия катастрофического столкновения могут быть колоссальными, заключает он.
Как отреагировали на критику создатели нового созвездия спутников?
Журналисты Ars Technica запросили комментарий от компании AST. Представители в ответ на критику космического агентства заявили, что готовы работать с НАСА, чтобы уменьшить опасения. «Мы просмотрели обращение НАСА и уверены, что сможем работать с ними, чтобы решить все проблемы. Кроме того, мы готовы предоставить детали конструкции созвездия AST. Уверены, безопасности НАСА и других орбитальных объектов ничто не грозит», — заявил Реймонд Седвик, главный научный сотрудник по космическим системам в AST.
Какое решение примет FCC?
AST уже получила лицензию на использование спектра в V-диапазоне от Папуа — Новой Гвинеи (да, это законно). Но для доступа к рынку США и продажи своих услуг AST все равно необходимо получить разрешение от FCC — Федеральной комиссией связи США.
Когда дело доходит до мегасозвездия, включая SpaceX — х Starlink, OneWeb и других, FCC начинает рассматривать вопрос мусорного загрязнения околоземного пространства. Разумеется, ведь дело доходит до сдачи сотни, если не тысячи, новых спутников на околоземную орбиту. Что решит FCC, остается неясным и причина неизвестности проста. У федерального агентства есть два конкурирующих интереса.
В целом FCC была невероятно снисходительной, когда дело касалось выдачи лицензий на использование спектра операторам спутниковой связи. «Я не знаю ни одного примера отказа FCC в выдаче такой лицензии, — подчеркивает Брайан Уиден, эксперт по работе спутников из Secure World Foundation. — Они стараются быть дружественными к бизнесу и поощряют компании вести бизнес в США».
Тем не менее, FCC использовала свои полномочия по использованию спектра, чтобы повлиять на ситуацию с количеством космического мусора, требуя от операторов спутников защищать правительство от потенциальных аварий, а также выдвигая высокие требования к маневренности объектов. Период обсуждения предлагаемых правил, которые были впервые опубликованы в апреле, завершился в прошлом месяце. Неясно, как будут выглядеть окончательный регламент, но спутниковые операторы уже охарактеризовали некоторые идеи как слишком обременительные.
Наконец, неизвестно, как FCC будет решать проблемы НАСА, которое уж кое-что знает о космосе и вообще высказывается впервые по этой теме.
Что в итоге?
В целом этот переполох между НАСА и AST является еще одним доказательством того, что правительству США и другим космическим державам по всему миру необходимо приложить больше усилий для сокращения количества мусора на низкой околоземной орбите. Важно учитывать возможные ситуации с катастрофическими столкновениями еще на этапе разработки спутников. Нет государственного агентства, специально уполномоченного обеспечивать безопасность на низкой околоземной орбите, а существующие модели не в состоянии полностью уловить угрозу, исходящую от новых и старых спутников, отработавших вторых ступеней ракет и других обломков. В некотором смысле, когда сегодня в космос летают все новые мегасозвездия, регуляторы действуют вслепую. Это может закончиться плохо.
Читать также
Древняя окаменелость из Африки раскрыла, как динозавры пересекали океаны
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?