Сама физика пошла против Маска: таинственная сила сбрасывает спутники Starlink с орбиты

В последние годы на низкой околоземной орбите разворачивается тревожное явление.

Сотни высокотехнологичных спутников из мегагруппировки Starlink, принадлежащей компании SpaceX, преждевременно сходят со своих траекторий и сгорают в плотных слоях атмосферы.

феномен вызывает серьезную озабоченность у специалистов по космической физике и инженеров, ведь речь идет о новейших аппаратах, от которых зависит будущее глобального интернета.

На первый взгляд ситуация кажется парадоксальной. Спутники, рассчитанные на долгие годы службы, по неизвестной причине выходят из строя и падают. Увеличение числа таких инцидентов стало особенно заметным в период с 2020 по 2024 год. Если в 2020 году было зафиксировано всего два случая схода с орбиты, то в 2021 их было уже 78, в 2022 — 99, а в 2024 году эта цифра подскочила до шокирующих 316 аппаратов. Что за невидимый враг атакует многомиллиардную космическую инфраструктуру?

Эта проблема ставит под угрозу не только проект Starlink, но и всю деятельность на низкой околоземной орбите (НОО). Неконтролируемое падение большого числа объектов повышает риск столкновений, что может привести к так называемому «синдрому Кесслера» — цепной реакции, которая сделает ближний космос непригодным для использования на многие десятилетия из-за огромного количества обломков. Специалисты из NASA и других космических агентств бросили силы на изучение этой аномалии.

Кто виноват?

Исследователи под руководством космического физика Денни Оливейры из Центра космических полетов Годдарда NASA проанализировали данные о 523 случаях падения спутников Starlink. Они искали общую причину, которая могла бы связать все эти инциденты. Результаты их работы, опубликованныев журнале Frontiers in Astronomy and Space Science, указали на виновника, находящегося в 150 миллионах километров от Земли.

Главной причиной растущего «смертепада» спутников оказалась ярость нашего собственного светила — Солнца. В последние годы звезда вступила в фазу высокой активности, приближаясь к пику своего 11-летнего цикла, известного как солнечный максимум. Этот период характеризуется резким увеличением числа солнечных пятен, вспышек и корональных выбросов массы (КВМ). Эти явления выбрасывают в космос гигантские потоки энергии и заряженных частиц.

Когда эти потоки достигают Земли, они вызывают не только красивые полярные сияния. Энергия Солнца разогревает верхние слои атмосферы нашей планеты, в частности термосферу — именно там, на высоте нескольких сотен километров, летают спутники на НОО. Из-за нагрева термосфера расширяется, ее плотность значительно возрастает. Для спутников это все равно что лететь сквозь густеющий сироп.

Возросшее атмосферное сопротивление, или аэродинамический тормоз, начинает замедлять спутники. Теряя скорость, они не могут больше удерживаться на своей орбите и начинают постепенно снижаться по спирали. Этот процесс, известный как орбитальное затухание, в конечном итоге приводит к их падению и сгоранию в атмосфере. Чем выше солнечная активность, тем плотнее атмосфера и тем быстрее падают спутники.

Любопытно, что исследование выявило неожиданную деталь. Около 72% всех падений произошли не во время мощных геомагнитных бурь, как можно было бы ожидать, а в периоды относительно слабых возмущений. Ученые пришли к выводу, что ключевую роль играет не разовый сильный удар, а кумулятивный, накопительный эффект. Постоянный, пусть и не самый мощный, «космический ветер» на протяжении длительного времени постепенно и незаметно «съедает» орбиты аппаратов.

Эти данные имеют огромное значение для будущего космонавтики. Они показывают, насколько уязвимы современные спутниковые мегагруппировки перед капризами Солнца. Теперь инженерам предстоит разработать новые стратегии и модели для прогнозирования орбитального затухания. Возможно, потребуется оснащать спутники более мощными двигателями для коррекции орбиты или выводить их на более высокие, стабильные траектории, чтобы пережить пики солнечной ярости.

Совсем недавно на поверхности Солнца появиласьгигантская темная область, похожая на широко распахнутый рот. По размерам эта «дыра» сопоставима с пятью Юпитерами и направляет поток солнечного ветра прямо к Земле.