Группа ученых Корнелльского университета (Нью-Йорк, США) проанализировала ситуацию, когда спутники входят в атмосферу Земли и сгорают, включая случаи, когда их фрагменты выдерживают столкновение с поверхностью планеты. Она обнаружила, что " риск поражения" превышает критический порог, говорится в исследовании.

 Термин "риск поражения" не означает буквально, что люди окажутся убиты падающими с орбиты спутниками, но опасность столкновения с ними возрастает, что может затруднить или даже привести к катастрофе. Кроме того, спутники, сходящие с орбиты без контроля, могут представлять опасность для жилых и  промышленных объектов. Другими словами, пришло время переосмыслить способ утилизации спутников.

Спутники на более высоких орбитах могут использовать лунную и солнечную гравитацию для входа в атмосферу

         Количество искусственных спутников, запущенных федеральными и частными компаниями, растет экспоненциальными темпами с начала двадцатых годов, а продолжающийся рост активности в космосе компаний SpaceX, Blue Origin, NASA и привел к "систематическому замусориванию отдельных орбитальных областей вокруг Земли", отмечается в исследовании. Два наиболее переполненных орбитальных региона - это геостационарная орбита (ГСО) и низкая околоземная орбита (НОО). Последняя является крайне важной, так как на ней находятся спутники обеспечивающие дистанционное зондирование Земли и телекоммуникационные услуги.

То, что поднимается вверх, должно опускаться вниз... или, по крайней мере, для спутников - должно...    

В отличие от последней, область ГСО обеспечивает прогнозирование погоды, телевещание. (так как ни один спутник НОО не  находиться в одном и том же положении относительно  Земли). Однако быстрое расширение космической деятельности привело к увеличению числа "брошенных" - неактивных спутников, которые до сих пор все еще находятся на орбите. Обычно спутники, находящиеся на низкой околоземной орбите, "выводятся из строя" путем обычного входа в атмосферу, так как сопротивления атмосферы достаточно, чтобы за сравнительно короткое время вывести их на конечную траекторию без дополнительного ускорения.

Однако спутники, расположенные на GSO, средней околоземной орбите (MEO) или высокоэллиптической орбите (HEO), требуют более сложных стратегий для схода с орбиты. Миссии GSO  завершаются добавлением еще 146 миль (235 км) к перигею (наиболее удаленному положению на орбите), что переводит неактивный спутник на "орбиту захоронения", говорится в исследовании. Но исследователи предлагают переместить эти высокоорбитальные спутники областей MEO и HEO в область, где " лунно-солнечные гравитационные возмущения" могут сформировать траекторию долгосрочного движения, которая в конечном итоге отправит спутники на естественный вектор входа в атмосферу. Безусловно, более ранние исследования анализировали эту возможность, но возможность разрушительного входа в атмосферу подразумевает необходимость оценки "риска поражения" каждого космического аппарата, который исследователи изучили с помощью программного комплекса под названием "Phoenix".

Космический мусор: Проблема, которая только растет

"Phoenix - это объектно-ориентированный код, который анализирует вхождение в атмосферу и разрушение конфигураций космических аппаратов, представляя их в виде комбинации объектов элементарной формы (например, коробок, сфер, плоских пластин, дисков и цилиндров)", - говорится в исследовании.  Для расчета риска поражения на земле ученые объединили область поражения (область, где спутник распадается на части, а его составные части рассеиваются или разлетаются), места посадки (или падения) и набор данных с изображением населенных пунктов, называемый Gridded Population of the World (GPW). Программное обеспечение Phoenix позволяет также учесть более тонкие детали, такие как условия разрушения и высота, на которой разрушаются солнечные батареи, в сочетании со свойствами материалов.

Результаты ученых показали, что ни в одном случае из проанализированных траекторий движения спутников GSO риски поражения не соответствовали, требуемым нормами.  Необходимо провести дополнительные исследования, поскольку более высокие температуры на ранних стадиях входа в атмосферу могут разрушить спутники или космические аппараты раньше, изменив область потенциального падения. Но поскольку крупные спутниковые сети продолжают расширяться с невиданной скоростью, а на орбиту выходит все больше космических станций и формируется новая индустрия космического туризма, необходимость ответственного проектирования спутников для минимизации риска столкновений будет иметь первостепенное значение для долговременного присутствия человека и техники на орбите.