آیا مدار زمین پایین بیش از حد شلوغ می شود؟ یک مطالعه جدید روی زنگ هشدار زنگ می زند
یک مطالعه جدید نشان می دهد که صدها ماهواره به زودی می توانند در مناطق مداری که قبلاً بیش از حد بسته بندی شده اند ، پرواز کنند تا بتوانند عملیات ایمن و طولانی مدت را انجام دهند.
این مطالعه نشان داد که در سال 2019 تنها 0.2 ٪ ماهواره ها از طریق زمین مدار مجبور شد بیش از 10 مانور را برای جلوگیری از برخورد در هر ماه انجام دهد ، این درصد هفت بار تا اوایل سال 2025 به 1.4 ٪ افزایش یافت. این تعداد هنوز هم ممکن است کم به نظر برسد ، اما این بدان معنی است که حدود 340 ماهواره وقت زیادی را صرف اجتناب از زباله ها و سایر فضاپیما کنید.
علاوه بر این ، جمعیت ماهواره ای برای ادامه رشد در نظر گرفته شده است. در حالی که در سال 2019 حدود 13،700 سایت (از جمله آشغال کیهانی) در اطراف کره زمین افزایش یافته است مدار دشت (لئو) ، در ارتفاع کمتر از 1200 مایل (2000 کیلومتر) ، این تعداد از آن زمان به 24 185 سایت در سال 2025 افزایش یافته است که براساس این مطالعه 76 ٪ افزایش یافته است. طبق پایان این دهه ، طبق گفته ها ، حدود 70،000 ماهواره می توانند در لئو زندگی کنند پیش بینی رشد صنعتنمایندگی بیش از پنج برابر افزایش در مقایسه با وضعیت سال 2019.
اعضای نظرسنجی اظهار داشته اند که آنها 10 را انتخاب کرده اند مانورها برای جلوگیری از برخورد در هر ماه به عنوان آستانه ای که کار ماهواره ای می تواند بیش از حد پیچیده شود تا سودمند باشد.
“مایا هریس ، مؤسسه تحقیقات ماساچوست (MIT) ، به Space.com گفت:” اپراتورها نمی خواهند تمام وقت خود را بگذرانند ، و نگران اجتناب از درگیری هستند. ” “آنها نمی خواهند همه سوخت های خود را با ساختن مانورها خرج کنند.”
محققان از داده های کاتالوگ فضایی ، که توسط فرمان فضایی ایالات متحده نگهداری می شود ، استفاده می کردند و احتمال برخورد برای هر جفت اشیاء ، ماهواره ها و بقایای ساکن در همان منطقه مداری را الگوبرداری می کردند. هر بار که دو سایت کمتر از 66 فوت (200 متر) از یکدیگر وارد می شوند ، محققان این رویداد را به مانور اجتناب از برخورد نیاز دارند.
اپراتورهای مختلف آستانه متفاوتی را انتخاب می کنند تا مانورها برای جلوگیری از برخورد. فضاپیمای ناسا عمدتاً وقتی خطر برخورد بیشتر از 1 در 100000 باشد ، مانور می دهد. Spacex -بزرگترین اپراتور ماهواره ای در جهان ، با استفاده از Megaconstellation Starlink -با استفاده از سیستم اجتناب از فضای خودمختار خود برای جلوگیری از 1 تا یک میلیونحرف
هیو لوئیس ، متخصص در بقایای فضایی و استاد فضانوردان در دانشگاه بیرمنگام در انگلیس گفت: مانورهای مکرر یک شکست در عملیاتی است که برخی از دست سازهای ماهواره ای نسبت به سایرین قادر به جذب آن هستند.
لوئیس ، که بخشی از مطالعه جدید نبود ، گفت: “احتمالاً وقفه های بسیار بیشتری در مورد فضاپیمای زمین برای ایجاد مانور وجود دارد ، زیرا آنها برای دستیابی به یک جاده زمینی خاص باید ارتفاع و شیب زیادی را کنترل کنند.” “اما برای یک فضاپیما به عنوان لینکآنها با مدارهایی که در آن می توانند شرکت کنند ، انعطاف پذیری زیادی دارند و هنوز هم خدمات را ارائه می دهند. “
علاوه بر قطع خدمات ، مانورهای اجتناب برای موفقیت تضمین نمی شوند. فضای ردیابی کاملاً دقیق نیست و اشتباهات امکان پذیر است. مهمتر از آن ، مطالعات بیشتر مورد مطالعه نشان می دهد که انجام مانور اجتناب یک مانور ایجاد می کند خطر بالاتر برخورد بعدی با یک فضاپیمای دیگر ، زیرا مسیر ماهواره را به گونه ای تغییر می دهد که الگوریتم های برخورد ممکن است بلافاصله گزارش ندهند. هرچه ماهواره ها در مدار بیشتر باشد ، خطر شکست یکی از این مانورها بیشتر می شود.
لوئیس گفت که داده ها حاکی از آن است که در حال حاضر حدود 10 ٪ احتمال برخورد در مدار وجود دارد که در یک سال اتفاق می افتد. برخورد ماهواره ای ، هزاران قطعه جدید از زباله ها را ایجاد می کند ، که بیشتر نیاز به مانور برای فضاپیمای عامل در مدار نزدیک را افزایش می دهد و در نتیجه احتمال درگیری های بعدی را افزایش می دهد. این خطر درگیری است که به محققان و اپراتورها اشاره دارد.
“اگر ما درگیری های بیشتری داشته باشیم که بقایای بسیاری را ایجاد می کند ، به ما منجر می شود [full orbital] ظرفیت خیلی زودتر ، “هریس گفت.
لوئیس گفت که طبق گفته آخرین گزارش ارسال شده به کمیته ارتباطات فدرال ارتباطات فدرال ایالات متحده ، ماهواره های Starlink SpaceX برای جلوگیری از برخورد در شش ماه قبل از ژوئیه 2025 ، 145،000 مانور را انجام دادند. این معادل حدود چهار مانور ماهواره ای در ماه خواهد بود.
لوئیس گفت: “به نظر می رسد که آنها این امر را به خوبی جای داده اند.” “به نظر نمی رسد که آنها می گویند این بسیار دشوار است ، بنابراین ممکن است آنها حتی اگر به دهم ماه برسیم ، بتوانند آن را در خود جای دهند.”
این مطالعه جدید نشان داد که ماهواره ها در یک ارتفاع خاص ، با احتقان بیشتر از سایرین روبرو هستند. در مناطق مداری بین ارتفاع 25 مایل و 370 مایل (400 تا 600 کیلومتر) و 435 مایل و 500 مایل (700 و 800 کیلومتر) ، بسیاری از ماهواره ها قبلاً مجبور شده اند بیش از 10 بار در ماه از برخورد خودداری کنند.
هریس گفت: “اگرچه بخش بزرگتر مدار هنوز از ظرفیت خارج است ، اما برخی از مناطق در حال حاضر هستند.” “این دو منطقه آسیب دیده بین 400 تا 600 کیلومتر است که در آن ماهواره های بسیار فعال هستند و سپس بین 700 تا 800 کیلومتر ، جایی که بسیاری از بقایای کیهانی وجود دارد.”
نظرسنجی جدید نشان می دهد که اپراتورهای ماهواره ای می توانند از فضای موجود بهتر استفاده کنند و کمتر در مدارهایی که قبلاً بیش از حد شلوغ هستند شروع می کنند و صورتهای فلکی خود را به صورت هماهنگ مدیریت می کنند تا مدارهای ماهواره های آنها همگام باشند و از یکدیگر عبور نکنند.
با این حال ، لوئیس سؤال می کند که آیا هماهنگی جهانی عملیات ماهواره ای امکان پذیر است یا خیر. SpaceX در حال حاضر بزرگترین اپراتور ماهواره ای است ، اما این شرکت ممکن است به زودی رقابت برای این عنوان داشته باشد: کشورهایی در سراسر جهان ، از جمله مخالفان درک شده مانند چین ، قصد دارند صورت فلکی خود را از آن توسعه دهند ده ها هزار ماهوارهحرف
لوئیس گفت: “من فکر نمی کنم که به احتمال زیاد اتفاق بیفتد که SpaceX را دریافت خواهید کرد و چینی ها نحوه ساخت و مدیریت سیستم های خود را هماهنگ می کنند.”
تحقیق در شماره اکتبر Acta Actronautica منتشر شد.
