Увеличение количества спутников на орбите стало неизбежным из-за роста спроса на спутниковые снимки. Такие данные используют во многих отраслях – от анализа состояния сельского хозяйства до исследования социально-экономических процессов. Однако каждый новый аппарат повышает риск столкновений и образования обломков в космосе. Об этом пишет Universetoday.

Смотрите также Почему мы не нашли инопланетян: новое исследование дает тревожный ответ

Почему больше меньших спутников может быть безопаснее?

Исследователи во главе с Джоном Макинтошем из Манчестерского университета в статье в журнале Advanced in Space Research проанализировали, как дизайн спутниковых миссий может помочь уменьшить эти риски.

В работе авторы исходили из нескольких предположений. Во-первых, для эффективного мониторинга Земли спутниковые изображения должны иметь разрешение примерно 0,5 метра на пиксель. Такой уровень детализации позволяет отслеживать даже незначительные изменения, например в лесном покрове или застройке.

Во-вторых, предполагается использование оптических систем, работающих в видимом спектре света. Другие технологии, например синтетическая апертурная радиолокация, имеют свои преимущества, но оптические системы лучше подходят для анализа того, что именно происходит на поверхности.

Средние цены в сети АЗС «Amic Energy» по состоянию на 

Как пишет letspace, размер оптической системы зависит от высоты орбиты и необходимого разрешения. Чем выше орбита или точнее снимки нужны, тем больший телескоп должен быть установлен на спутнике.

Например, если переместить спутник с орбиты 300 км на орбиту 750 км, диаметр апертуры оптической системы возрастет с примерно 0,33 м до 0,83 м. С увеличением апертуры резко возрастает и масса аппарата. В космической технике это особенно критично, ведь большая масса означает потребность в большем количестве горючего для поддержания орбиты.

В результате масса спутника может увеличиться с примерно 107 кг на орбите 300 км до около 1360 кг на высоте 750 км при одинаковых возможностях наблюдения.

Более высокая орбита имеет одно преимущество – большую площадь обзора. Например, созвездие спутников на высоте 750 км может обеспечить наблюдение за любой точкой Земли в течение часа, используя всего 10 аппаратов. Для орбиты 300 км понадобилось бы примерно 22 меньших спутника.

На первый взгляд это делает большие спутники на высоких орбитах более привлекательными. Но у такого подхода есть существенный недостаток.

Большие аппараты имеют большую площадь сечения, а следовательно более высокую вероятность столкновения с космическим мусором. Особенно опасными являются орбиты на высоте примерно 850–950 км. Именно там раньше часто размещались так называемые солнечно-синхронные орбиты, где сегодня накопилось много обломков.

На более низких орбитах ситуация другая. Атмосферное сопротивление постепенно снижает орбиты обломков и спутников, из-за чего они быстрее сходят с орбиты и сгорают в атмосфере. Именно по этой причине компания SpaceX недавно переместила часть спутников Starlink с высоты около 550 км на орбиту около 480 км.

Еще один риск заключается в том, что большие спутники создают больше обломков в случае столкновения. Уничтожение такого аппарата может породить значительное облако мусора, которое повышает вероятность новых аварий.

В итоге исследователи пришли к выводу, что меньшие спутники на более низких орбитах могут быть более безопасной альтернативой. Хотя их нужно больше, они меньше рискуют столкнуться с обломками и создают меньше космического мусора в случае аварии.

Сейчас в мире нет единых глобальных правил по размещению спутников на орбите. Авторы исследования отмечают, что если такие нормы появятся, подобные научные работы должны учитываться при их разработке.