Рой космических кораблей уворачивается от космического мусора, поднимаясь, чтобы избежать гнева солнца

Вид художника на Swarm, первое созвездие спутников наблюдения Земли Европейского космического агентства. Кредит: ЕСА-П. Карел, 2013 г.

В центре управления полетами Европейского космического агентства нарастает давление. Спутник Европейского космического агентства (ЕКА) избегает загадочного космического мусора, который был замечен всего за несколько часов до возможного столкновения.

Это означает, что жизненно важный шаг в продолжающемся путешествии космического корабля к более безопасному небу должен быть быстро перенесен, поскольку интенсивная солнечная активность, связанная с усилением солнечного цикла, искажает атмосферу Земли и угрожает утащить спутник с орбиты…

рой? от багов?

не совсем — рой На самом деле задачей ЕКА является обнаружение загадки о магнитном поле Земли. Он состоит из трех спутников, А, В и С, ласково называемых Альфа, Браво и Чарли.

что случилось?

Небольшой кусок рукотворного мусора, вращающийся вокруг нашей планеты, известный как космический мусор — Он был замечен мчащимся к Альфе в 16:00 по центральноевропейскому времени (10:00 по восточному поясному времени) 30 июня. Судя по треку, потенциальное столкновение было предсказано всего через восемь часов, сразу после полуночи. Вероятность столкновения была настолько велика, что Альфа нуждался в этом, чтобы быстро уйти с дороги.

рой созвездий. Swarm — первая группировка спутников наблюдения Земли, принадлежащая Европейскому космическому агентству. Его миссия состоит в том, чтобы раскрыть один из самых загадочных аспектов нашей планеты: магнитное поле. Кредит: ЕСА-П. Карел, 2013 г.

В космосе есть мусор?

много этого. Вокруг нашей планеты вращаются фрагменты старых ракет и спутников, а также маленькие обломки, оставшиеся от прошлых столкновений и хаотичных лавин. Каждый маленький кусочек может нанести огромный ущерб спутнику, в то время как более крупный спутник может разрушить спутник и создать большое количество новых обломков.

Это случилось впервые?

тот день? Можно. Всегда? Ни за что. Каждый спутник ЕКА должен выполнять в среднем два маневра уклонения в год, и это не включает все получаемые оповещения, которые в конечном итоге не требуют действий уклонения.

На изображении показана солнечная батарея Sentinel-1A до и после удара миллиметровой частицы о вторую панель. Диаметр поврежденного участка составляет около 40 см, что соответствует данной структуре с ударной фракцией размером менее 5 мм. Кредит ЕСА

Тогда в чем проблема?

Совершение уклончивого действия — известное как «Маневр предотвращения столкновения— Это требует много планирования. Вам нужно убедиться, что вы не переводите спутник на новую орбиту, которая подвергает его риску дальнейших столкновений, и вы должны рассчитать, как вернуться на исходную орбиту, используя наименьшее количество топлива и потеряв как можно меньше научных данных. .

Управление космического мусора Европейского космического агентства анализирует данные из Сети космического мониторинга США и передает предупреждение о потенциальном столкновении группам управления полетом и динамики полета ЕКА, обычно более чем за 24 часа до того, как обломок приблизится к спутнику.

В данном случае мы получили уведомление только за восемь часов.

Хуже того, предупреждение означало, что Team Swarm теперь внезапно мчалась против двух часов. Еще один маневр был запланирован всего через несколько часов после потенциального столкновения, и его пришлось отменить, чтобы дать «Альфе» достаточно времени, чтобы отойти от обломков. Этот маневр также был очень срочным, и его нужно было полностью перепланировать, пересчитать и выполнить в течение дня.

Какой еще маневр?

Альфа и Чарли поднимались, спасаясь от гнева солнца. Оба спутника должны были выполнить 25 маневров в течение 10 недель, чтобы выйти на свои новые, более высокие орбиты. Один из маневров «Альфы» был запланирован через несколько часов после возможного столкновения.

Прогноз солнечного цикла 25, NOAA, июль 2022 г. Количество солнечных пятен на поверхности Солнца увеличивается и уменьшается в солнечных циклах продолжительностью около 11 лет. Наша звезда в настоящее время входит в очень активный период своего 25-го солнечного цикла. кредит: NOAA

Подождите, солнце убивает спутники?

Наше Солнце входит в очень активную частьсолнечный цикл‘ Немедленно. Эта деятельность увеличивает плотность верхних слоев атмосферы Земли. Спутники движутся через «более густой» воздух, что замедляет их работу и требует от них использования ограниченного количества топлива на борту, чтобы оставаться на орбите. Альфа и Чарли перемещались в менее плотную часть атмосферы, где они могли бы оставаться на орбите и, надеюсь, собирать научные данные еще много лет и расширять миссии!

Что было бы, если бы не этот маневр?

Альфа мог бы дрейфовать к Чарли, и орбиты двух спутников вскоре пересеклись бы. Это оставило бы общую миссию Роя «пересекающейся», ограничив ее способность заниматься наукой, пока другой набор маневров не перестроит Альфу и Чарли.

С роем сейчас все в порядке?

Team Swarm заработала время реакции на олимпийских соревнованиях по спринтерскому бегу. Работая с командой по динамике полета в Центре управления полетами ЕКА, они спланировали и выполнили действия по уклонению всего за четыре часа, а затем перепланировали и выполнили другой маневр в течение 24 часов.

Альфа теперь в безопасности от столкновения с обломком и завершил свое восхождение в более безопасное небо вместе с Чарли. Но там много обломков, и это показывает без предупреждения, что он может угрожать спутнику.

Станция лазерных измерений Европейского космического агентства (ЕКА) на Тенерифе направляет свой зеленый лазер в небо. Кредит: ЕКА

Как ваши команды справляются со всеми этими предупреждениями о столкновениях?

Благодаря новым технологиям, более устойчивому поведению и очень серьезному отношению к космическому мусору. ЕКА это создание новой технологии Чтобы отслеживать больше обломков, разрабатывая Новые математические инструменты Это поможет нам планировать, выполнять и действовать в соответствии с быстро растущим числом маневров уклонения. руководящие правила Что ограничивает количество нового мусора, который мы и другие спутниковые операторы добавляем к проблеме. Мы даже работаем над способами захвата более крупных обломков и удаления их с орбиты с помощьюкосмический коготь«.