Они беззащитны перед бурей: как солнечные вспышки могут вызвать катастрофу с тысячами спутников за пару дней

Современные спутниковые сети, которые обеспечивают связь и навигацию, могут оказаться в опасности после сильных солнечных бурь. Согласно новому исследованию, опубликованному на arXiv, потеря управления спутниками может привести к катастрофическим последствиям всего через несколько дней. Это связано с уникальной уязвимостью спутниковых мегасозвездий, таких как Starlink, к воздействиям солнечных бурь, сообщает SciTechDaily.

Риски солнечных бурь для спутниковых мегасозвездий

Сара Тиле из Университета Британской Колумбии и её коллеги объясняют, что солнечные бури могут оказать разрушительное воздействие на спутниковые сети, делая их очень уязвимыми в условиях "нештатных ситуаций". Спутниковые мегасозвездия, такие как Starlink, сталкиваются с постоянным риском "близких сближений" спутников, которые могут происходить каждые 11 минут в случае Starlink и каждые 22 секунды на всех спутниках на низкой околоземной орбите. Эти сближения требуют регулярных манёвров для предотвращения столкновений, что увеличивает риск в случае потери контроля.

Но при солнечных бурях возникают дополнительные проблемы. Во-первых, солнечные бури нагревают верхние слои атмосферы Земли, что приводит к расширению воздуха и увеличению сопротивления для спутников. Это затрудняет прогнозирование их точного местоположения и требует дополнительного расхода топлива для поддержания орбит. Во-вторых, солнечные бури могут вывести из строя навигационные и связи системы спутников, что делает невозможным уклонение от столкновений с другими объектами. По данным исследования, солнечные бури увеличивают риск столкновений на орбите Земли, что делает современные спутниковые сети особенно уязвимыми.

Эффект "карточного домика" и синдром Кесслера

Эти факторы могут привести к немедленной катастрофе, особенно если потеря контроля будет сопровождаться высокими уровнями атмосферного сопротивления и неопределённостью в местоположении спутников. Авторитетные эксперты называют эту проблему "карточным домиком" — уязвимостью, которая может быстро обрушиться при малейшем сбое в системе.

Одним из возможных последствий является синдром Кесслера, при котором обломки спутников создают непреодолимый барьер вокруг Земли, мешая запускать новые объекты на орбиту. Но для этого требуется долгое время — десятилетия. Однако новое исследование показало, что в случае потери управления даже на короткий срок последствия могут наступить гораздо быстрее.

Метрика CRASH: время до катастрофы

Авторы исследования предложили новую метрику, которая называется "Часы реализации столкновения и значительного ущерба" (CRASH). Согласно их расчётам, если операторы спутников потеряют возможность маневрировать, катастрофическое столкновение может произойти всего через 2,8 дня. Это резко контрастирует с более чем 121 днем, которые были бы необходимы для столкновений до появления мегасозвездий в 2018 году.

Если же операторы потеряют контроль хотя бы на 24 часа, вероятность катастрофического столкновения, способного запустить синдром Кесслера, увеличивается до 30%. Это указывает на то, как быстро могут возникнуть проблемы, даже при краткосрочной потере контроля.

Солнечные бури и их долгосрочные последствия

Хотя мы можем узнать о солнечных бурях максимум за два дня, мы часто не можем ничего сделать, чтобы предотвратить их влияние на спутники. Это ставит перед операторами спутников задачу управления в реальном времени, что особенно важно для успешной навигации и предотвращения катастроф. Потеря контроля на этом этапе может привести к быстрому обрушению всей системы спутников. Как отмечают эксперты, в 2026 году прогнозируется высокая солнечная активность, что повышает вероятность подобных инцидентов.

Исторический пример самого мощного солнечного шторма, событие Кэррингтона 1859 года, показывает, что последствия могут быть ещё более серьёзными. Если такой шторм повторится сегодня, мы могли бы потерять контроль над спутниками на гораздо более длительный срок.