То, что идет вверх, должно спуститься, верно? Это не обязательно верно в космосе, где спутники роятся вокруг планеты, ограниченные скоростями, которые помогают победить нисходящее притяжение гравитации.
Хотя в наши дни спутники приходят в упадок чаще, в основном из-за планового устаревания, некоторые летали в течение многих лет, если не десятилетий, без заранее запрограммированной даты возврата на Землю. И это загромождает орбитальное пространство.
Так что же держит их на орбите? Спутники, то есть искусственные спутники, в отличие от естественных спутников, таких как луна, переносятся в космос ракетами. Ракета должна пролететь от 100 до 200 километров над землей, чтобы выйти за пределы атмосферы. Как только Джонатан Макдауэлл, астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс, достигает заданной высоты орбиты, ракета начинает двигаться вбок со скоростью до 18 000 миль в час.
Ракета выключается и сбрасывает свою полезную нагрузку - спутник, который сейчас находится на той же орбите, и приближается с той же скоростью. Земля изгибается, а ракета и спутник «падают» вокруг Земли. Спутник остается на этой орбите, пока он сохраняет свою скорость, чтобы оставаться сбалансированным встречным ветром.
На этих высотах атмосфера достаточно тонкая, чтобы предотвратить сгорание спутника, как это произойдет, если он упадет ниже и столкнется с более густым воздухом, что приведет к увеличению встречного ветра и, следовательно, большему трению.
Большинство спутников сбрасываются на расстояние до 2000 км над землей. Сателлиты в самом нижнем конце этого диапазона обычно остаются в диапазоне от нескольких недель до нескольких месяцев. Они сталкиваются с этим трением и в основном растают, говорит Макдауэлл.
Но на высотах в 600 км, где вращается Международная космическая станция, спутники могут оставаться на месте в течение десятилетий. И это потенциально проблема. Они движутся так быстро - 5 миль в секунду - что их «след» может достигать сотен миль в длину. «Когда вы думаете, что они такие большие, пространство внезапно перестает быть пустым», - говорит Макдауэлл.
Первый спутник был запущен бывшим СССР в конце 1957 года. Спутник-1 стал символом современности и подтолкнул США к дальнейшему ускорению собственных планов освоения космоса. Через несколько месяцев после спутника Америка запустила Explorer-1. За прошедшие десятилетия тысячи спутников были перенесены в космос.
Макдауэлл внимательно следит за действиями. По его подсчетам, на орбите находится около 12 000 космических обломков и несколько тысяч спутников, причем немногим более тысячи все еще активны. Тем не менее, активный подсчет «является неопределенным, поскольку мониторинг радиопередач от этих спутников их владельцам не проводится широко - за исключением, возможно, Агентства национальной безопасности - и иногда владельцы, особенно военные, не сообщают мне, когда их спутники были выключены », - говорит Макдауэлл.
Около трети спутников принадлежат различным военным, из которых от трети до половины используются для наблюдения, говорит он. Еще одна треть принадлежит гражданским лицам, а последняя треть - коммерческая. Россия, США, Китай и Европа являются основными игроками в стартовом бизнесе, но многие другие страны имеют возможности или развивают их. И десятки стран создали свои собственные спутники, запущенные другими странами или коммерческими космическими компаниями.
И тенденция состоит в том, чтобы отправлять устройства с большим сроком службы - в среднем от 10 до 20 лет. Кроме того, вышедшие на пенсию или мертвые спутники в основном остаются на орбите, питаемой солнечными батареями.
Добавление к соединению: растущий «персональный» спутниковый бизнес. Эти микросателлиты были в значительной степени разработаны и использованы университетами, но по крайней мере одна компания продает напрямую населению, а также есть сайты DIY.
Распространение спутниковых технологий частично обусловлено теми же факторами, которые привели к распространению других ранее сложных технологий, таких как секвенирование генов - больше знаний, более быстрые вычисления и менее дорогостоящее оборудование. Но также «есть больше билетов для поездок», - говорит Макдауэлл.
Все это делает орбитальное пространство все более тесным.
Есть много промахов - инженеры играют роль управления воздушным движением с Земли, маневрируя спутниками без вреда по мере необходимости. НАСА, в том числе другие космические агентства, попросили владельцев спутников предпринять шаги по снижению вероятности того, что сегодняшняя ценная летающая машина не станет завтрашним плавучим мусором. По словам Макдауэлла, это делается путем подталкивания низкоорбитальных аппаратов в зону выгорания или преднамеренного сбоя больших спутников в южной части Тихого океана.
Тем временем Земля может достигать своей способности вращаться вокруг объектов.
Подобно тому, как люди стали больше осознавать необходимость управления земной средой, «мы должны серьезно относиться к экологии ближнего космоса», - говорит Макдауэлл.
Связанный контент
- Спросите Смитсоновского института: какая самая глубокая яма из всех, что вырыли?
- Новая спутниковая сеть, запущенная в этом году, призвана улучшить прогнозирование погоды
- Жуткие, китчевые и вызывающие патчи американских шпионских спутников запускают
- Должны ли мы использовать спутники, чтобы следить за отдаленными племенами амазонок?
Ваша очередь спросить Смитсоновского института
