Mūsų dabartinė palydovų sistema primena kortų namelį, gražų posakį, apibūdinantį nestabilų darinį. Taip ją įvardijo mokslininkė Sarah Thiele ir bendraautoriai naujame straipsnyje, kuriame vertinamas dabartinių didžiųjų palydovų telkinių saugumas.
Pagrindinė mintis paprasta, kai sistema tampa pernelyg tanki, vienas netikėtas smūgis gali išjudinti visą konstrukciją. Skaičiavimai rodo, kad žemojoje Žemės orbitoje artimi prasilenkimai, kai du palydovai priartėja mažiau nei per vieną kilometrą, vyksta kas keliasdešimt sekundžių.
Vien tik didžiausio telkinio atveju tokie momentai fiksuojami kas keliolika minučių. Kad išvengtų susidūrimų, tūkstančiai palydovų nuolat atlieka manevrus, per metus jų gali tekti dešimtys kiekvienam aparatui.
Iš pirmo žvilgsnio tai gali atrodyti kaip gerai sureguliuota tvarka, nes sistema veikia ir susidūrimų dažniausiai pavyksta išvengti. Tačiau inžinieriai žino, kad rimčiausi gedimai kyla ne kasdienėmis sąlygomis, o tada, kai pasitaiko retas, tačiau stiprus scenarijus. Tokį scenarijų autoriai mato Saulės audrose, kurios gali staiga pakeisti visą orbitos aplinką. Būtent tada kortų namelis pradeda siūbuoti.
Saulės audros ir valdymo praradimas
Saulės audros palydovams kenkia dviem pagrindiniais būdais, kurie kartu tampa ypač pavojingi. Pirmiausia jos įkaitina atmosferą ir padidina pasipriešinimą, todėl palydovai greičiau praranda aukštį ir patiria didesnį neapibrėžtumą dėl tikslios padėties.
Dėl to tenka naudoti daugiau kuro orbitai palaikyti ir dažniau daryti vengimo manevrus, kad trajektorijos nesusikirstų. Per 2024 metų gegužę vykusią „Gannon“ audrą daugeliui žemojoje orbitoje esančių palydovų teko išeikvoti dalį kuro persitvarkant.
Tai svarbu todėl, kad kuras nėra begalinis, o intensyvus manevravimas didina klaidų tikimybę ir apsunkina koordinavimą. Tuo pačiu metu padidėjęs pasipriešinimas verčia veikti greičiau, nes orbita kinta sparčiau nei įprasta.
Antrasis poveikis dar grėsmingesnis, audros gali sutrikdyti ryšio ir navigacijos sistemas, be kurių palydovai nebegali gauti komandų ir patys tiksliai orientuotis. Jei valdymas dingsta tada, kai atmosfera jau išjudinta ir padėtis nebe tokia tiksli, rizika staiga išauga. Tokiu atveju net vienas susidūrimas gali pradėti grandininę reakciją, kuri ilgainiui virsta šiukšlių debesimi aplink Žemę.
„CRASH“ laikrodis ir sprendimų kaina
Dažnai kalbama apie Keslerio sindromą, kai susidūrimai sukuria tiek nuolaužų, kad paleidimai į orbitą tampa itin pavojingi. Vis dėlto šis procesas paprastai įsivaizduojamas kaip lėtas ir trunkantis dešimtmečius.
Kad parodytų, jog pavojus gali būti labai greitas, autoriai pasiūlė naują rodiklį, vadinamą „CRASH“ laikrodžiu, kuris vertina laiką iki katastrofiško susidūrimo, jei nebūtų galima vykdyti vengimo manevrų. Pagal jų skaičiavimus 2025 metų birželį, praradus galimybę siųsti komandas, rimta avarija galėtų įvykti maždaug per 2,8 dienos.
Palyginimui, 2018 metais, dar iki masinių telkinių laikotarpio, analogiškas scenarijus būtų buvęs vertinamas maždaug 121 diena. Dar labiau neramina tai, kad net 24 valandų kontrolės praradimas, jų vertinimu, sukuria reikšmingą tikimybę įvykiui, kuris taptų ilgo nuolaužų kaupimosi pradžia.
Problema ta, kad Saulės audros dažnai perspėja labai trumpai, kartais tik vieną ar dvi dienas. Net ir turint perspėjimą, reali apsauga apsiriboja bandymu išlaikyti veikiančius ryšio kanalus ir kuo tiksliau stebėti situaciją.
Tačiau jei realaus laiko kontrolė nutrūksta, laiko langas atkurti valdymą tampa labai mažas, o visa sistema gali sugriūti. Autoriai primena ir 1859 metų Carringtono įvykį, dar stipresnę Saulės audrą, kuri šiandien galėtų išjungti palydovų kontrolę ilgiau nei kelioms dienoms.
Tokia vienkartinė, bet galinga audra galėtų smarkiai pažeisti palydovinę infrastruktūrą ir ilgam apriboti mūsų galimybes naudotis kosmosu. Todėl renkantis tarp telkinių teikiamos naudos ir jų kuriamos rizikos svarbiausia yra aiškiai įvertinti pasekmes ir priimti informuotus sprendimus.
