Управление космическим движением: закон Мура для космоса и его последствия
Число запускаемых космических аппаратов удваивается каждые два года, начиная с 2015 г., что напоминает закон Мура, согласно которому количество транзисторов в интегральных схемах также удваивается каждые два года. В настоящее время в космосе находится около 8 тыс. активных спутников (почти все они — в околоземном пространстве), при этом отслеживаются еще около 12 тыс. обломков размером более 10 см. Судя по планам операторов, удвоение числа КА на околоземной орбите, скорее всего, продолжится. К чему это приведет — в материале SATCOMRUS.
График ежегодного числа спутников, запускаемых в космос (красная линия), иллюстрирующий удвоение количества аппаратов каждые два года (синяя линия)
Источник: Управление по вопросам космического пространства ООН
Источник: Управление по вопросам космического пространства ООН
Нулевая хартия ЕКА
Осенью 2023 г. Европейское космическое агентство (ЕКА) представило доработанную Хартию по нулевому мусору. Она не имеет обязательной силы, но призывает всех участников освоения внеземного пространства прекратить образование космического мусора к 2030 г.
Хартия устанавливает и ряд целей: например, вероятность образования космического мусора в ходе любой миссии должна оставаться ниже 1 к 1000 на объект. Также она ставит задачу достижения 99% успеха при ликвидации мусора впоследствии.
Для реализации Хартии ЕКА сосредоточится на разработке технологий утилизации спутников по истечении срока службы и обслуживания КА на орбите.
Осенью 2023 г. Европейское космическое агентство (ЕКА) представило доработанную Хартию по нулевому мусору. Она не имеет обязательной силы, но призывает всех участников освоения внеземного пространства прекратить образование космического мусора к 2030 г.
Хартия устанавливает и ряд целей: например, вероятность образования космического мусора в ходе любой миссии должна оставаться ниже 1 к 1000 на объект. Также она ставит задачу достижения 99% успеха при ликвидации мусора впоследствии.
Для реализации Хартии ЕКА сосредоточится на разработке технологий утилизации спутников по истечении срока службы и обслуживания КА на орбите.
Первый штраф за космический мусор
Вместе с тем в США выписан первый штраф за космический мусор: Федеральная комиссия по связи (FCC) наказала оператора Dish на $150 тыс. за неспособность должным образом вывести с орбиты спутник EchoStar-7. Этот КА был запущен в феврале 2002 г., а в феврале 2022 г. выяснилось, что спутник нужно выводить из эксплуатации и перемещать на т.н. орбиту захоронения (она находится чуть выше ГСО), но оставшегося топлива на этот маневр не хватает. В итоге Dish утилизировала EchoStar-7 на 122 км выше ГСО, не добрав еще как минимум 300 км до орбиты захоронения. FCC посчитала, что спутник может создавать проблемы на такой высоте и оштрафовала оператора.
Вместе с тем в США выписан первый штраф за космический мусор: Федеральная комиссия по связи (FCC) наказала оператора Dish на $150 тыс. за неспособность должным образом вывести с орбиты спутник EchoStar-7. Этот КА был запущен в феврале 2002 г., а в феврале 2022 г. выяснилось, что спутник нужно выводить из эксплуатации и перемещать на т.н. орбиту захоронения (она находится чуть выше ГСО), но оставшегося топлива на этот маневр не хватает. В итоге Dish утилизировала EchoStar-7 на 122 км выше ГСО, не добрав еще как минимум 300 км до орбиты захоронения. FCC посчитала, что спутник может создавать проблемы на такой высоте и оштрафовала оператора.
FCC не меняет закона по орбитальному мусору
При этом регулятор не изменил правила предотвращения образования орбитального мусора. Решение FCC стало ответом на три петиции игроков космической индустрии, требующих изменений в практике операторов спутниковой связи.
Так, в рамках одной петиции компании Boeing, EchoStar, Hughes Network Services, Planet, Spire и Telesat просили пересмотреть требования к раскрытию информации о технических аспектах лицензированных космических аппаратов — например, возможности к маневрированию. Но комиссия не нашла в своих правилах чего-то противоречащего законам и другим руководящим указаниям, отклонив петицию.
Во второй петиции SpaceX требовала применения правил FCC как к американским, так и к иностранным компаниям, выходящим на американский рынок. Но FCC оставила без изменений и возможность использования иностранными предприятиями регулирующих документов страны, лицензировавшей компанию. Правда, один из участников комиссии тогда заметил, что это ставит американские фирмы в невыгодное положение, т.к. правила других стран могут быть не такими строгими, как в США.
Amazon Project Kuiper, в свою очередь, считала необходимым включить в регулирующие документы требование разделять орбиты между крупными группировками. Но FCC посчитала, что координации между спутниковыми операторами достаточно.
При этом регулятор не изменил правила предотвращения образования орбитального мусора. Решение FCC стало ответом на три петиции игроков космической индустрии, требующих изменений в практике операторов спутниковой связи.
Так, в рамках одной петиции компании Boeing, EchoStar, Hughes Network Services, Planet, Spire и Telesat просили пересмотреть требования к раскрытию информации о технических аспектах лицензированных космических аппаратов — например, возможности к маневрированию. Но комиссия не нашла в своих правилах чего-то противоречащего законам и другим руководящим указаниям, отклонив петицию.
Во второй петиции SpaceX требовала применения правил FCC как к американским, так и к иностранным компаниям, выходящим на американский рынок. Но FCC оставила без изменений и возможность использования иностранными предприятиями регулирующих документов страны, лицензировавшей компанию. Правда, один из участников комиссии тогда заметил, что это ставит американские фирмы в невыгодное положение, т.к. правила других стран могут быть не такими строгими, как в США.
Amazon Project Kuiper, в свою очередь, считала необходимым включить в регулирующие документы требование разделять орбиты между крупными группировками. Но FCC посчитала, что координации между спутниковыми операторами достаточно.
Законопроект США о космическом мусоре
В тот же день, когда в FCC проходило голосование по вопросу об орбитальном мусоре, группа сенаторов внесла законопроект, разрешающий американскому Управлению космической коммерции Министерства торговли координировать космическое движение. Закон о ситуационной осведомленности о летающих элементах на орбите официально уполномочивает ведомство разрабатывать и эксплуатировать систему координации космического движения, включая ведение общедоступного каталога.
Законопроект предписывает NASA создать программу удаления мусора и провести конкурсы соответствующих проектов, а также профинансировать победителей. Это касается и заключения контрактов на выполнение демонстрационных миссий по удалению мусора.
Однако NASA жалуется на сокращение финансирования, что может помешать реализации некоторых программ. Так, лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) NASA уже сокращает расходы и увольняет сотрудников.
В тот же день, когда в FCC проходило голосование по вопросу об орбитальном мусоре, группа сенаторов внесла законопроект, разрешающий американскому Управлению космической коммерции Министерства торговли координировать космическое движение. Закон о ситуационной осведомленности о летающих элементах на орбите официально уполномочивает ведомство разрабатывать и эксплуатировать систему координации космического движения, включая ведение общедоступного каталога.
Законопроект предписывает NASA создать программу удаления мусора и провести конкурсы соответствующих проектов, а также профинансировать победителей. Это касается и заключения контрактов на выполнение демонстрационных миссий по удалению мусора.
Однако NASA жалуется на сокращение финансирования, что может помешать реализации некоторых программ. Так, лаборатория реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory) NASA уже сокращает расходы и увольняет сотрудников.
База данных плюс система управления
Aalyria и LeoLabs объявили о новом партнерстве, в рамках которого компании будут работать над увеличением возможностей системы управлять космическим движением. Aalyria планирует интегрировать базу данных о космическом трафике LeoLabs в свою платформу управления сетью. LeoLabs располагает наземной сетью радаров и предлагает информацию для отслеживания миссий в околоземном пространстве. Aalyria также разрабатывает лазерную связь.
Такое сочетание функций позволит моделировать поведение объектов на низких орбитах при планировании миссий.
Aalyria и LeoLabs объявили о новом партнерстве, в рамках которого компании будут работать над увеличением возможностей системы управлять космическим движением. Aalyria планирует интегрировать базу данных о космическом трафике LeoLabs в свою платформу управления сетью. LeoLabs располагает наземной сетью радаров и предлагает информацию для отслеживания миссий в околоземном пространстве. Aalyria также разрабатывает лазерную связь.
Такое сочетание функций позволит моделировать поведение объектов на низких орбитах при планировании миссий.
Сбивать обломки лазером
Оператор геостационарной группировки SKY Perfect JSAT основал стартап Orbital Lasers, в задачу которого входит создание системы удаления мусора на орбите при помощи лазера. Первую полезную нагрузку Orbital Lasers обязался разработать к 2025 г., а коммерческий сервис активного удаления космических загрязнений компания хочет запустить к 2029 г.
Университет Западной Вирджинии (West Virginia University) в свою очередь предложил систему защиты спутников: размещенные в космосе лазеры будут перенаправлять обломки с траектории действующих космических аппаратов, предотвращая столкновение. Лазер испаряет часть обломка, генерируя при этом высокоскоростной плазменный шлейф, который и уводит объект с курса. С помощью сети таких лазеров можно контролировать большое количество обломков, даже сводя их с орбиты.
Управляться система будет с помощью искусственного интеллекта, а алгоритм наведения является самой сложной частью разработки. Отдельная оптическая система, комбинирующая как космический сегмент, так и наземный, будет фиксировать местоположение обломков и траектории их перемещения. NASA поддержало это исследование трехлетним грантом в $200 тысяч.
Оператор геостационарной группировки SKY Perfect JSAT основал стартап Orbital Lasers, в задачу которого входит создание системы удаления мусора на орбите при помощи лазера. Первую полезную нагрузку Orbital Lasers обязался разработать к 2025 г., а коммерческий сервис активного удаления космических загрязнений компания хочет запустить к 2029 г.
Университет Западной Вирджинии (West Virginia University) в свою очередь предложил систему защиты спутников: размещенные в космосе лазеры будут перенаправлять обломки с траектории действующих космических аппаратов, предотвращая столкновение. Лазер испаряет часть обломка, генерируя при этом высокоскоростной плазменный шлейф, который и уводит объект с курса. С помощью сети таких лазеров можно контролировать большое количество обломков, даже сводя их с орбиты.
Управляться система будет с помощью искусственного интеллекта, а алгоритм наведения является самой сложной частью разработки. Отдельная оптическая система, комбинирующая как космический сегмент, так и наземный, будет фиксировать местоположение обломков и траектории их перемещения. NASA поддержало это исследование трехлетним грантом в $200 тысяч.
Спутниковый рой для сбора информации
Группа исследователей Университета Нортумбрии (Northumbria University) предложила использовать спутниковый рой для точного прогнозирования движения космических обломков. По их мнению, несколько кубсатов будут обладать большими возможностями по сбору данных о местонахождении мусора, чем большой КА.
Университет Нортумбрии является одним из центров Великобритании по исследованию спутников типа CubeSat. В 2023 г. он получил от Космического агентства страны £5 млн на разработку системы лазерной локации Roars CubeSat, которая будет использоваться для определения местоположения обломков. Комплексное исследование применения такого «роя» будет проводить консорциум из 26 институтов из девяти стран.
В начале 2023 г. ЕКА запустило кампанию общей стоимостью £86 млн (ок €100 млн) по исследованию инновационных концепций, реализуемых с помощью роя кубсатов — Swarms of CubeSats. Проект подавался на участие в программе, но в финальный список в итоге не попал.
Группа исследователей Университета Нортумбрии (Northumbria University) предложила использовать спутниковый рой для точного прогнозирования движения космических обломков. По их мнению, несколько кубсатов будут обладать большими возможностями по сбору данных о местонахождении мусора, чем большой КА.
Университет Нортумбрии является одним из центров Великобритании по исследованию спутников типа CubeSat. В 2023 г. он получил от Космического агентства страны £5 млн на разработку системы лазерной локации Roars CubeSat, которая будет использоваться для определения местоположения обломков. Комплексное исследование применения такого «роя» будет проводить консорциум из 26 институтов из девяти стран.
В начале 2023 г. ЕКА запустило кампанию общей стоимостью £86 млн (ок €100 млн) по исследованию инновационных концепций, реализуемых с помощью роя кубсатов — Swarms of CubeSats. Проект подавался на участие в программе, но в финальный список в итоге не попал.
21/03/2024 АНАЛИТИКА