Исследование: потеря управления спутниками может запустить орбитальную катастрофу всего за несколько дней

Современные мегасозвездия спутников поддерживаются благодаря постоянным корректировкам орбит и управлению в реальном времени. Однако мощная солнечная буря способна нарушить навигацию и связь, превратив тщательно контролируемую систему в хаотичную среду с высоким риском столкновений.

«Карточный домик» спутниковых мегасетей

Исследователи из Принстона и Университета Британской Колумбии сравнивают нынешнюю орбитальную инфраструктуру с карточным домиком, подчёркивая её зависимость от непрерывного контроля. Работа опубликована в виде препринта на arXiv и анализирует устойчивость мегасозвездий к экстремальным сценариям.

По оценкам авторов, опасные сближения спутников (на расстояние менее 1 км) происходят примерно раз в 22 секунды по всей низкой орбите. В одной только сети Starlink такие события фиксируются каждые 11 минут, а каждый спутник выполняет в среднем 41 манёвр уклонения в год.

Почему солнечные бури — ключевая угроза

Солнечные бури воздействуют на спутники двумя основными способами:

• нагревают верхние слои атмосферы, увеличивая сопротивление и неопределённость орбит, что вынуждает спутники чаще корректировать курс;
• нарушают или отключают навигацию и связь, лишая аппараты возможности выполнять манёвры уклонения.

Во время сильной геомагнитной бури в мае 2024 года более половины спутников на низкой орбите были вынуждены тратить топливо на дополнительные коррекции.

Новый показатель CRASH и ускорение катастрофы

Авторы ввели метрику Collision Realization and Significant Damage Clock (CRASH), которая оценивает время до первого катастрофического столкновения при потере управления.

По их расчётам, на июнь 2025 года полная потеря командования над манёврами избегания приведёт к серьёзному столкновению примерно через 2,8 дня. Для сравнения, в 2018 году аналогичный сценарий давал около 121 дня до критического события.

Даже кратковременный сбой выглядит опасным: потеря контроля на 24 часа даёт около 30% вероятности серьёзного столкновения, которое может запустить цепную реакцию, известную как синдром Кесслера.

Ограниченное время на реагирование

Проблему усугубляет короткое время предупреждения о солнечных бурях — зачастую всего один–два дня. При этом атмосфера в такие моменты меняется динамично, требуя непрерывного мониторинга и управления. Если контроль будет утрачен на несколько суток, восстановить систему может быть уже невозможно.

Историческим примером остаётся событие Каррингтона 1859 года. Если буря сопоставимой мощности произойдёт сегодня, она способна нарушить управление спутниками на длительный период и серьёзно повредить глобальную орбитальную инфраструктуру.

Дилемма мегасозвездий

Мегасозвездия спутников обеспечивают интернет, навигацию и наблюдение Земли, но одновременно создают системный риск. Исследование подчёркивает, что современная орбитальная среда стала настолько плотной, что экстремальное событие может привести к долговременной утрате доступа к космосу.

Авторы призывают учитывать эти риски при планировании новых запусков и разработке систем автономного управления, поскольку текущая архитектура орбитальной экосистемы может оказаться менее устойчивой, чем принято считать.