Увеличение плотности космического пространства: исследование новых орбит в окололунном пространстве

В последние годы космос становится все более загруженным. По данным различных космических агентств, на орбите Земли в данный момент находится более 45 000 объектов, созданных человеком. Эти объекты включают не только тысячи спутников, используемых для интернета, GPS и других коммуникационных систем, но и значительное количество космического мусора, оставшегося от прежних космических миссий.

С увеличением числа запусков новых технологий в низкую околоземную орбиту, особенно с учетом намеченного плотного графика запусков на ближайшие годы, становится крайне важным предотвращение столкновений в космосе. В этом контексте исследователи Лоренс-Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) в Калифорнии разработали новый метод моделирования орбит в так называемом окололунном пространстве — зоне между Землей и Луной.

Используя открытый доступ к данным и мощные вычислительные ресурсы лаборатории, ученые смоделировали один миллион орбит за шесть лет. Этот процесс потребовал значительных вычислительных мощностей: LLNL сообщает, что на симуляцию ушло 1.6 миллиона часов CPU, что эквивалентно более чем 182 годам обработки на одном компьютере. Однако с помощью суперкомпьютеров Quartz и Ruby результаты были получены всего за три дня.

Согласно результатам исследования, около половины смоделированных орбит оставались стабильными по меньшей мере в течение одного года, а чуть менее 10% сохраняли свою стабильность на протяжении всего шести лет симуляции. Этот факт подтверждает мнение экспертов о сложности прогнозирования орбитальных траекторий. «Если вы хотите знать, где будет спутник через неделю, нет уравнения, которое на самом деле сможет это предсказать», — отметил ученый LLNL Трэвис Йеагер.

Этот новый метод имеет важное значение для разработки стратегий управления движением спутников в условиях увеличения плотности орбитальных путей. Учитывая, что различные страны продолжают запускать свои спутники без координации на глобальном уровне, данный подход может помочь в определении наиболее загруженных «перекрестков» околоземного пространства.

По данным Европейского космического агентства, количество спутников на орбите Земли может удвоиться или даже утроиться в ближайшие годы. Так, в 2021 году было зарегистрировано более 10 000 объектов космического мусора, тогда как по состоянию на текущий момент это число достигло уже более 30 000. Это подчеркивает необходимость разработки эффективных технологий для обеспечения безопасности в космосе и минимизации рисков потенциальных столкновений.

Введение новых технологий моделирования и анализа данных в области космической навигации несомненно поможет не только предотвратить возможные инциденты, но и создать основу для более эффективного и безопасного использования космического пространства, которое становится важным ресурсом для человечества.