Введение

Космический мусор становится все более серьезной угрозой для спутников, участвующих в научных наблюдениях. С увеличением производства спутников компаниями, последствия для исследования нашей планеты могут оказаться катастрофическими.

Как космический мусор влияет на спутники

Утром 8 января 2025 года на экранах NASA появился красный сигнал, который предвещал начало одного из самых разрушительных лесных пожаров в истории Калифорнии. Это бедствие унесло жизни десятков людей и уничтожило тысячи домов. Тем временем спутник Aqua, находящийся на орбите, продолжал наблюдать за Землей, передавая важные данные на наземные станции в Аляске и Шпицбергене.

Aqua оснащен инфракрасными датчиками, которые фиксируют изменения на поверхности планеты, недоступные для человеческого глаза. Эти данные жизненно важны для координации действий экстренных служб во время стихийных бедствий. При обнаружении пожара NASA преобразует инфракрасные данные Aqua в координаты GPS, позволяя службам быстро отслеживать распространение огня на карте. Такой подход зачастую более эффективен, чем традиционные вызовы 911.

Проблемы с данными

Однако ученые начали замечать неожиданные пробелы в этих данных. Записи NASA свидетельствуют о множестве случаев, когда данные о пожарах были искажены. Причина? Космический мусор.

Проблемы с потерей данных возникают, когда ученые пытаются объяснить климатические изменения политикам и бизнесменам, принимающим решения о мерах по борьбе с изменением климата. Хотя потеря данных сейчас невелика, ученые предсказывают, что ситуация будет ухудшаться с ростом космического мусора.

Спутниковая система наблюдения Земли

Aqua не единственный спутник, столкнувшийся с этой проблемой. Он является частью основной группы спутников, составляющих систему наблюдения Земли (EOS), которая синхронизирует орбиты для одновременного измерения состояния суши, океанов и атмосферы.

Флот EOS позволил нам глубже понять, как аэрозоли влияют на образование облаков, отслеживать вырубку лесов в Амазонии и исследовать, как океаны Земли потемнели из-за цветений фитопланктона. Однако все три спутника — Aqua, Terra и Aura — подвергаются риску от космического мусора. С 2005 года флот EOS уклонялся от космического мусора не менее 32 раз.

Экономические последствия

Каждый раз, когда спутник маневрирует, чтобы избежать потенциального столкновения, он расходует топливо, которое является ограниченным и ценным ресурсом. «Даже без столкновений космический мусор имеет экономическую стоимость,» — отметил Эндрю Бонвик, вице-президент компании Relm Insurance, которая предлагает страхование спутников.

По данным NASA, риск столкновения спутников EOS с фрагментами космического мусора продолжает расти. В 2018 году ученые отмечали, что ситуация будет ухудшаться прежде, чем улучшится.

Долговечность спутников

Aqua, в свое время, находился на высоте 705 километров над Землей, совершая 14 кругов вокруг планеты каждый день. Спутник находится на солнечно-синхронной орбите, фиксируя световые волны, излучаемые с поверхности Земли.

За время своего существования Aqua пережил короткое замыкание батареи, сбой термистора солнечной панели и потерю 23 солнечных ячеек. Тем не менее, благодаря аккуратному управлению топливом, спутник прослужил на 18 лет дольше, чем планировалось.

Растущее количество космического мусора

Климатические спутники, такие как Aqua, больше подвержены риску из-за необходимости находиться на малой высоте для сбора данных. В низкой околоземной орбите (LEO) сосредоточено наибольшее количество космического мусора, удерживаемого гравитацией Земли и движущегося с большей скоростью, чем в верхних слоях атмосферы.

В 2005 году Европейское космическое агентство (ESA) отслеживало около 16,000 фрагментов мусора. К 2026 году это число возросло до более чем 44,000, что составляет увеличение на 180%. Большинство фрагментов слишком малы, чтобы их можно было отслеживать, и ESA оценивает, что более миллиона мелких объектов не учтены. Даже кусочек краски может нанести серьезный ущерб спутнику.

Заключение

Космический мусор создается, когда спутники разрушаются в орбите, либо из-за столкновений, либо в результате антиспутниковых испытаний, проведенных такими странами, как Китай и Россия. Важно учитывать, что даже если спутник Aqua оставят в покое, со временем он все равно будет дрейфовать из-за гравитации и солнечного излучения.

Ученые постоянно корректируют траектории спутников, чтобы избежать столкновений как с другими спутниками, так и с случайными фрагментами мусора. В конечном итоге, расходы на топливо для маневров могут сократить срок службы спутника, однако уклонение от космического мусора оправдано. Как отметил Бонвик, «для приложений, где спутники должны предоставлять детализированные изображения определенных районов, работа может просто не выполняться, особенно когда изображения имеют критическое значение по времени или зависят от частых повторных визитов.»