Можно ли сбивать спутники Starlink и при чем тут синдром Кесслера
Технически сбивать Starlink Маска невозможно, рассказал глава Центра изучения военных и политических конфликтов Андрей Клинцевич.
«Сбивать спутники Маска технически нельзя. Может наступить синдром Кесслера, когда дроны начнут разлетаться на осколки и засорять все орбиты», — сообщил эксперт.Вздохнув, продолжим упражняться в математике. Первые примеры этого можно изучить тут. В этот раз постараюсь объяснить ещё проще, максимально упрощая и сводя к простым числам.
Что такое синдром Кесслера. Это каскадное столкновение объектов на орбите, которое порождает обломки. Они сталкиваются с другими объектами, порождая ещё больше обломков — и так до полной непригодности орбиты. Условие каскада одно: обломки должны оставаться на орбите достаточно долго, чтобы успеть во что-то попасть.
Кажется, не все представляют, что космос, вообще то – достаточно пустое место. Насколько пуст космос на орбите Starlink. Спутники летают на высоте 480–550 км. Орбитальная оболочка толщиной 20 км на этой высоте имеет объём около 1,2 10 м — это примерно 12 миллиардов кубических километров. Все 10 000 (округляя) актуальных спутников Starlink вместе занимают в этом объёме долю порядка 10.
С чем сравнить? Представьте стадион «Лужники». Доля объёма, занятая спутниками Starlink в своей орбитальной оболочке, — это как одна бактерия в этом стадионе. Одна.
Считаем осколки. Один спутник Starlink v1.5 весит 260 кг. По стандартной модели дробления NASA кинетический перехват на орбитальной скорости ~7,5 км/с даёт порядка 1 700 фрагментов крупнее 1 см и ~160 отслеживаемых фрагментов крупнее 10 см.
Считаем вероятность. Эффективное поперечное сечение одного спутника Starlink — ~10 м. Площадь орбитальной сферы на высоте 550 км — ~6 10 м. Вероятность того, что один случайный фрагмент попадёт в один конкретный спутник за один виток: P = 10 / (6 10) 1,7 10.
С учётом 1 700 фрагментов от одного уничтоженного спутника и 9 999 оставшихся целей: P(за один виток) = 1 700 9 999 1,7 10 2,9 10. За сутки (16 витков): ~4,6 10. За год: ~0,17%.
Для контекста: порог, при котором ESA начинает рассматривать манёвр уклонения при вероятности столкновения в 10, или 0,01%, в ближайшие 24 часа. У нас же - на девять порядков ниже порога.
Подчеркну – это самые примитивные расчёты, при допущении, что все обломки спутника выстроятся идеальным образом, никуда не улетят во все стороны, и будут находиться именно на нужной орбите, её не покидая. Кстати, спутники Маска могут маневрировать, избегая столкновений, если надо.
Почему Starlink летает именно там, где летает. На 550 км атмосферное торможение убирает обломки с орбиты за 3–5 лет. Каскад же требует, чтобы обломки накапливались быстрее, чем рассеиваются. На этой высоте атмосфера выигрывает с огромным запасом.
Для сравнения: на 800 км (где Китай в 2007 году сбил свой спутник Fengyun-1C) обломки висят веками — вот где синдром Кесслера реален, если бы там была достаточно высокая плотность спутников. Поэтому, думая наперед, и зная о такую загогулине как синдром Кесслера, SpaceX и выбрала, именно осознанно, высоту орбиты в 550 км, как структурную защиту от каскада. Такой вот маленький пустячок.
Относительно того, что в космосе летают дроны – уважаемый эксперт, вероятно, просто оговорился.
Сбить Starlink возможно. Только очень дорого. Кому не надоел матан – подсчитаем, сколько надо денег. 10 000 спутников - это минимум 10 000 пусков. За всю историю человечества было выполнено около 10 кинетических противоспутниковых перехватов суммарно всеми странами мира.
Если брать консервативно, то стоимость одного орбитального перехватчика составляет порядка $30 млн. Соответственно, нужно $300 млрд только на ракеты, не считая пусковых и инфраструктуры. Да, и при 1 пуске в день мы справимся примерно за 27 лет. При 10 пусках в день — 2,7 года, соответственно.
