Нині над Землею різними траєкторіями літають близько 5 тис. робочих і відпрацьованих супутників. Деякі лише кілька сантиметрів завбільшки й належать університетам, інші велетенські, як-от розвідувальний монстр США NROL-32, антена якого начебто має 100 м у діаметрі. Незабаром супутників може стати значно більше. Точно це буде зрозуміло щонайпізніше наприкінці травня, коли аерокосмічна компанія Ілона Маска SpaceX відправить на орбіту 60 супутників для своєї запланованої всесвітньої мережі Інтернет. Супутники належать проекту Starlink, у межах якого протягом наступних років планується створити орбітальне угруповання з 12 тис. супутників.
У майбутньому всесвітня мережа повинна забезпечити швидкісний інтернет у найвіддаленіших регіонах Землі. Астрономи, однак, побоюються, що численні об’єкти забруднять нічне небо: їхня безмежна кількість може дуже ускладнити спостереження за зірками.
Читайте також: Економіка на шляху до космосу
Зі SpaceX кількість супутників значно зросте
Кількість супутників, що кружляють у небі, може збільшитися, якщо свої плани почне реалізовувати сама тільки компанія SpaceX, але амбітні ідеї має не тільки вона. Нині розробку сателітів розміром від тенісного м’яча до холодильника планують країни, дослідні інститути та фірми. У сумі це буде «велика кількість», як кажуть у Німецькому аерокосмічному центрі (DLR).
Товариство друзів зірок (VdS) із Геппенгайма турбується, що звичне нічне небо може безповоротно зникнути. «Десятки тисяч додаткових об’єктів на орбіті Землі вже не фантастичний сценарій, а в нічному небі пролітатимуть радше супутники, ніж зірки, — застерігає організація. — Це може назавжди змінити нашу картину небосхилу, яка з правіків супроводжувала людину». Схожим чином висловилась і президентка Американського астрономічного товариства (AAS) Меґан Донах’ю. Стурбований і Міжнародний астрономічний союз (IAU), всесвітнє об’єднання науковців зі штаб-квартирою в Парижі. Адже навіть якщо більшість супутників не можна побачити неозброєним оком, то великим телескопам, частина яких наразі будується, це може відчутно нашкодити. І річ не лише у світлі, а й у радіочастотах. Згідно з даними IAU знімок чорної діри, оприлюднений у квітні, вдався тільки тому, що радіопромені, які створювали перешкоди, не були надто сильними. Зі Starlink і Co це може змінитися.
Окрім SpaceX за підтримки Airbus розпочато створення сузір’я супутників OneWeb. У лютому ракета «Союз» вивела на орбіту перші 6 із запланованих 600 OneWeb-супутників. Над власним проектом працює й Amazon.
DLR бачить у близькій до Землі орбіті «чималий перспективний ринок». Хоч у Німеччині й немає компанії, яка за зразком SpaceX планувала б роздавати інтернет із космосу, але є ймовірні німецькі постачальники. «Щоб почати проект, пропонований SpaceX, потрібні великий власний капітал і добра бізнес-модель», — відповів на запит Німецький аерокосмічний центр. Своєю чергою, фірма Tesat із Баден-Вюртемберга розробляє малі лазерні термінали, через які супутники можуть комунікувати між собою. У сфері систем оптичної комунікації у відкритому космосі Німеччина є світовим лідером. Однак зростання кількості супутників означає не лише ймовірні обмеження для спостережень за зірками, а й збільшення космічного сміття. Європейське космічне агентство (ESA) вже тепер вважає, що довкола Землі кружляє 934 тис. сторонніх об’єктів завбільшки понад сантиметр. Супутники на низьких орбітах літають подекуди зі швидкістю 28 тис. км/год.
Читайте також: Вир світів
«За таких швидкостей зіткнення супутника навіть із маленькою частинкою може спричинити неймовірні пошкодження», — зауважує керівник бюро ESA з питань залишків від космічних польотів Гольґер Краґ. І коли він каже «маленька частинка», то має на увазі справді крихітні розміри: навіть об’єкти величиною з пилинку можуть вибити видимі кратери на зовнішній оболонці супутників. Небезпечно стає вже від розміру в міліметр. «Особливо чутливі частини це може вивести з ладу», — каже Краґ, який працює в Дармштадті. У разі зіткнення зі сміттям розміром із сантиметр сателіт більше не функціонуватиме. «Енергія, яка при цьому вивільняється, приблизно відповідає енергії вибуху ручної гранати», — веде далі він. Якщо часточка сміття більша як 10 см, то після зіткнення з нею супутник буде зруйновано, а його рештки додатково забруднюватимуть орбіту черговими уламками. «Ми вже тепер виходимо з імовірності аварій кожні п’ять років», — пояснює експерт ESA. Краґ має на увазі велике зіткнення, за якого утворюється тисяча чи більше уламків. Ці уламки також залишаються в космосі й можуть спричиняти нові зіткнення. Такі каскади описували як синдром Кесслера ще в 1970-х. Міжнародній космічній станції не раз доводилося зміною курсу уникати космічного сміття. Якось уламок пробив сонячне вітрило. ESA має 20 супутників і щодня отримує сотню попереджень про ймовірне зіткнення. «Якщо зараз хтось керуватиме тисячами супутників, — каже Краґ, маючи на увазі Starlink і Co, — то, як на мене, це нереальне завдання». Сьогодні щодо кожного маневру задля уникнення зіткнення рішення ухвалюють люди, у майбутньому це має відбуватися автоматично.
ESA вважає, що якщо такі бездумні космічні польоти, як сьогодні, триватимуть, то через 100 років великі зіткнення можуть відбуватися щороку. «Ми маємо подбати про те, щоб синдром Кесслера не посилювався», — застерігає Краґ. Для цього ESA діє за трьома напрямками. По-перше, уважно спостерігає за об’єктами. Уже сьогодні із Землі спостерігають за близько 20 тис. об’єктів включно з розрахунком імовірної траєкторії їхнього польоту. По-друге, ESA хоче оснащувати супутники кращим обладнанням, щоб після використання вони якомога швидше спускалися в атмосферу та згорали. Сьогодні тільки 60% супутників було знищено через 25 років після їхнього використання. Однак навіть 90% замало, вважає Краґ. По-третє, ESA вивчає активне знищення космічного сміття. Обладнаний механізмом для захоплення, супутник повинен прицільно керувати уламком, хапати його та загальмовувати, щоб він спустився в атмосферу й хоча б частково згорів. Уламки з вогнетривкими елементами, як-от резервуари для пального, можна було б також контрольовано спускати на Землю, наприклад у південну частину Тихого океану.
Оскільки принаймні для більших об’єктів для кожного вилучення слід було б відправляти в космос окремий «супутник-сміттєвоз», така місія була б надто дорогою. Тому в ESA заявляють, що цей варіант застосовуватиметься тільки для особливо великих чи критичних об’єктів, які вже в космосі. Тут ESA бачить потенціал для нового ринку. Якщо країни посилять свої закони, то колись власникам супутників, які самі не зможуть вилучити їх із космосу, доведеться вдаватися до очисних послуг. Окрім ESA процес вилучення уламків із космосу досліджують й інші космічні підприємства. Японське аерокосмічне агентство JAXA тестовий політ почало ще 2014-го.
Читайте також: SpaceX запустила ракету Falcon 9 з космічним вантажним кораблем Dragon
Однак Starlink фірми SpaceX ще не найбільша проблема. Супутники Ілона Маска літатимуть на висоті трохи вище ніж 500 км, отже, порівняно низько. Тут ще є залишкова атмосфера, яка пригальмовує відпрацьовані та зламані об’єкти, і вони врешті згорають в атмосфері. Проблемою, втім, може стати сама їхня кількість, що становить понад 12 тис. об’єктів. Через це може побільшати супутників, які, наприклад, після виходу з ладу системи управління, стануть ймовірною загрозою для інших об’єктів на орбіті.
Плани інших компаній можуть спричинити більше проблем, адже їхні супутники мають літати на вищих орбітах. Супутники проекту OneWeb перебуватимуть на висоті близько 1200 км, а там практично немає гальмівної сили атмосфери. «Якщо об’єкт виходить із ладу, розривається і розпадається там на частини, то уламки залишаються в космосі майже навічно», — каже Краґ. Отже, супутники навіть після тривалого використання повинні вміти активно гальмувати й гарантовано покидати орбіту. Щодо цього ESA має сумніви, бо на момент початку такого складного маневру супутники будуть дуже старими. Окрім того, дотеперішні, переважно державні, польоти в космос не надто добре уникали створення космічного сміття. «То чому це мало б вдатися комерційному оператору, який перебуває під тиском часу та конкуренції?» — запитує Краґ. Скепсис тут дуже доречний.
Оператори принаймні бачать увесь спектр проблем. Ілон Маск написав у Twitter, що дав вказівку своїм працівникам подбати про те, щоб у майбутньому сателіти були не такими яскравими: «Ми забезпечимо, щоб сателіти Starlink не впливали на відкриття в астрономії. Ми високо цінуємо науку». А на сайті OneWeb впадає в око цитата засновника підприємства Ґреґа Вайлера: «На моєму надгробку має бути написано «Об’єднав світ», а не «Наробив космічного сміття».