Якщо всі супутники на навколоземній орбіті раптом одночасно перестануть виконувати маневри ухилення, перші зіткнення між ними можуть статися менш ніж за три дні. Про це попереджає нове дослідження, оприлюднене як препринт на сервері arXiv. Автори пропонують оцінювати стан навколоземного космічного простору за спеціальним показником – CRASH Clock, який показує, скільки часу лишається до першого зіткнення у разі раптової повної втрати керування супутниками.
Як з’явився «космічний годинник аварій»
Ідея CRASH Clock – скорочення від Collision Realization And Significant Harm – виникла як спосіб зробити абстрактну загрозу перенасичення орбіти наочною. Дослідники розглядали гіпотетичну, але не фантастичну ситуацію: усі супутники в низькій навколоземній орбіті (LEO) раптово стають «сліпими» та «глухими» – без можливості коригувати траєкторію. Це може статися через серйозну технічну помилку, масштабну кібератаку чи потужний спалах на Сонці, який виведе з ладу бортову електроніку.
Астроном Аарон Болі з Університету Британської Колумбії в Канаді пояснює CRASH Clock як статистичну міру: вона оцінює, через який проміжок часу після такого «тотального збою» відбудеться перше потенційно руйнівне зближення двох апаратів. Цей показник, за задумом авторів, має працювати як індикатор «екологічного здоров’я» орбіти – подібно до того, як знаменитий Doomsday Clock, створений групою фізиків у Чикаго, символічно відраховує, наскільки людство наблизилося до глобальної катастрофи.
Команда змоделювала розташування супутників у LEO та прорахувала, як часто відбуваються небезпечні зближення, якщо припустити, що жоден апарат більше не маневрує. Отримані дані «переклали» в зручну для сприйняття форму – час до першої серйозної аварії.
Супутників стало в рази більше – і це різко змінило ризики
За оцінками авторів дослідження, наприкінці 2025 року CRASH Clock для низької навколоземної орбіти вже становив приблизно 2,8 доби. Тобто якщо завтра потужний сонячний шторм «вимкне» можливість маневру для всіх супутників, то в середньому перше небезпечне зіткнення відбудеться менше ніж за три дні. Ба більше: ймовірність того, що аварія станеться вже впродовж перших 24 годин, дослідники оцінюють у близько 30%.
Для порівняння, у 2018 році, до запуску першої партії апаратів Starlink компанії SpaceX, цей час оцінюють у 128 днів. Тоді оператори мали б приблизно чотири місяці вікна, аби відновити керування чи вжити інших заходів. За якихось сім років ця «подушка безпеки» скоротилася більш як у сорок разів.
Причина такої зміни – вибухове зростання кількості апаратів на орбіті. Станом на травень 2025 року навколо Землі працювало щонайменше 11 700 активних супутників. Переважна більшість з них розташована саме на низькій навколоземній орбіті – в діапазоні до 2 000 кілометрів над поверхнею планети. Для порівняння: наприкінці 2018 року таких супутників було близько двох тисяч. Отже, за сім років їх кількість зросла приблизно у 4,8 раза.
Левова частка цього приросту пов’язана з мегасузір’ями – масовими угрупованнями однакових апаратів, що створюються для забезпечення глобального інтернет-покриття та інших послуг. Найбільш відоме з них – Starlink від компанії SpaceX, заснованої Ілоном Маском. Запуски цих апаратів відбуваються регулярними серіями, і вони займають цілі «схеми» орбіт, утворюючи густу «сітку» навколо планети.
За даними видання SpaceNews, лише у 2025 році відбулося 324 орбітальні запуски ракет – це новий історичний максимум, що на чверть перевищує показник 2024 року. Значну частину цього «космічного трафіку» забезпечили запускові програми SpaceX та китайського космічного сектору. Саме цей безперервний потік нових апаратів і стискає CRASH Clock – чим щільніше заповнена орбіта, тим менше часу залишається до неминучого зіткнення в разі масштабного збою.
Коли орбіта перетворюється на «космічний автобан»
Низька навколоземна орбіта колись вважалася майже порожньою. Її використовують для спостережних супутників, метеорологічних апаратів, супутників зв’язку й, звісно, для орбітальних станцій. Наприклад, Міжнародна космічна станція (МКС), спільний проєкт NASA, ЄКА, Роскосмосу, JAXA та Канадського космічного агентства, рухається на висоті приблизно 400 кілометрів. Аналогічні орбіти обирають для пілотованих кораблів, які відвідують МКС, адже на цих висотах простіше здійснювати стикування і, в разі потреби, евакуацію екіпажів.
Однак тепер та сама орбіта все більше нагадує перевантажену автомагістраль. Супутники рухаються на гігантських швидкостях – близько 7-8 кілометрів на секунду. За таких умов навіть невелике фрагментоване сміття може пробити обладнання або зруйнувати сонячні панелі. Зіткнення двох повноцінних апаратів утворить тисячі уламків, які, у свою чергу, загрожуватимуть іншим супутникам і орбітальним станціям.
Зараз оператори постійно виконують маневри ухилення. Центри відстеження орбітальних об’єктів – серед них, наприклад, Об’єднаний космічний оперативний центр США – обчислюють траєкторії та попереджають про небезпечні зближення. Бортові комп’ютери супутників, отримуючи ці дані, коригують курс. Це копітка «оркестровка», яка поки що дає змогу уникати масштабних аварій.
Але CRASH Clock змушує поставити незручне запитання: що буде, якщо цей оркестр раптом замовкне?
Сонячні шторми – найреальніший «вимикач» супутників
Астрофізикиня Сара Тілє з Принстонського університету, провідна авторка дослідження, в розмові з порталом Space.com наголошує: найбільш ймовірний сценарій, за якого CRASH Clock стане актуальним, – це потужна сонячна буря. Такі події – наслідок викиду корональної маси з поверхні Сонця, коли плазма та заряджені частинки спрямовуються в бік Землі. Вони можуть порушувати роботу систем зв’язку, навігації, електромереж і, звичайно, супутникової електроніки.
Під час справді сильної бурі стає дуже важко точно відстежувати орбіти апаратів. Атмосфера в таких умовах розширюється, змінюється опір для низькоорбітальних супутників, а радіаційне навантаження може пошкоджувати їхні системи орієнтації й зв’язку. За словами Тілє, в певний момент «стає неможливо передбачити, де об’єкти будуть у майбутньому». Навіть тимчасове «осліплення» супутникової інфраструктури на кілька діб у нинішніх умовах може виявитися критичним, якщо CRASH Clock уже відлічує час у годинах, а не в тижнях.
Від CRASH Clock до ефекту Кеслера
Сам по собі перший удар – зіткнення двох супутників – ще не означає кінець використання орбіти. Але, як наголошують автори дослідження, якщо апарати залишаються без керування довше, ніж триває інтервал CRASH Clock, подальші зіткнення стають лише питанням часу. Ланцюгова реакція може наблизити людство до сценарію, відомого як синдром Кеслера.
Ефект Кеслера – це теоретична модель, запропонована в 1978 році американським астрофізиком Дональдом Кеслером, який працював у NASA. Він припустив, що коли щільність об’єктів на орбіті досягне критичного рівня, одне зіткнення породжуватиме стільки уламків, що вони викликатимуть інші зіткнення, і так далі. У результаті кількість уламків почне зростати лавиноподібно, а орбіта стане настільки небезпечною, що запускати туди нові апарати буде практично неможливо.
У дослідженні, однак, немає однозначної відповіді, скільки саме часу потрібно, щоб CRASH Clock «перетік» у стан Кеслера. Аарон Болі визнає: надто багато невідомих. Швидкість накопичення уламків залежить від розмірів супутників, їх розміщення, орбітальних висот, а також від того, як швидко фрагменти будуть згорати в атмосфері. Ніхто достеменно не знає, де проходить та сама умовна «червона межа», після якої процес стає незворотним.
Проте вже сьогодні спостерігаються тривожні тенденції. Кожен неуспішний запуск, кожен випадок руйнування супутника, включно з навмисними випробуваннями протисупутникової зброї, додає в орбітальне середовище нові уламки. Кілька країн уже влаштовували подібні випробування – зокрема, Китай у 2007 році та Росія у 2021-му. Після таких тестів міжнародні організації, серед яких Комітет ООН з використання космічного простору в мирних цілях, закликали до обмежень на створення нового сміття, але глобальні, зобов’язувальні правила ще не запроваджено.
Чому нові цифри ще можуть змінитися – але тенденція лишається
Самі автори визнають: наведені ними значення CRASH Clock, найімовірніше, дещо завищують рівень ризику. Розрахунки, оприлюднені як препринт, ще не пройшли повний процес рецензування, а команда вже працює над уточненням моделей. Болі зазначає, що нові, більш надійні значення покажуть пізніше цього року. Втім, науковців турбує не стільки точна цифра в днях, скільки темп її зменшення.
Різниця між 128 днями в 2018-му і приблизно трьома днями в 2025-му яскраво демонструє, наскільки напруженою стала ситуація на орбіті за короткий проміжок часу. Саме ця динаміка, за словами Болі, є своєрідним «барометром навантаження» космічного середовища. Якщо нинішні тенденції запусків і далі зберігатимуться, CRASH Clock, швидше за все, продовжить скорочуватися.
Дослідники не беруться детально прогнозувати, як саме змінюватиметься цей показник у найближчі роки. Багато що залежить від того, чи будуть і надалі «ущільнюватися» орбітальні шари – насамперед ті, де розгортаються мегасузір’я супутників. Якщо компанії та держави не обмежуватимуть масштаби угруповань або не запровадять жорсткіші правила поводження з відпрацьованими апаратами, відлік CRASH Clock може перейти від днів до годин.
Як людство може «розвантажити» орбіту
Дослідження не пропонує готової програми дій, але CRASH Clock фактично працює як сигнал, що стимулює обговорення. Уже сьогодні на столі є кілька напрямів, над якими працюють космічні агентства, приватні компанії та міжнародні організації.
Активне прибирання космічного сміття
Європейське космічне агентство (ESA) та низка приватних стартапів тестують технології активного видалення уламків – від «арканів» і сіток до захоплення сміття роботизованими маніпуляторами або буксирування з допомогою спеціальних апаратів. Такі місії поки що експериментальні, однак їхня поява свідчить, що космічна індустрія починає ставитися до орбіти не як до безмежного простору, а як до обмеженого ресурсу, за яким потрібно доглядати.
Стандарти для спалювання супутників в атмосфері
Ще один напрям – розробка правил, за якими відпрацьовані супутники мають сходити з орбіти. Уже існує неформальне правило 25 років: апарат після завершення місії повинен або спуститися в атмосферу й згоріти, або перейти на «орбіту кладовища». Але через стрімке зростання кількості апаратів дедалі частіше лунають пропозиції скоротити цей строк, особливо для найнижчих орбіт.
Проектування стійкіших супутників
Щоб зменшити ймовірність тотальної відмови, виробники вдосконалюють захист від радіації, впроваджують резервні системи зв’язку та керування. Ідея в тому, щоб навіть за умов сильної сонячної бурі зберегти мінімальну можливість маневрування, бодай для найбільш масових угруповань. Це потенційно може «відтягнути» CRASH Clock, навіть якщо супутників стане ще більше.
Нові правила гри на орбіті
Міжнародні дискусії поступово переходять від загальних декларацій до конкретніших вимог – наприклад, щодо обов’язкової наявності систем деорбітації або прозорого обміну даними про траєкторії. Організації на кшталт Міжнародного союзу електрозв’язку (ITU) та Комітету ООН з використання космічного простору в мирних цілях дедалі активніше обговорюють, як поєднати інтереси держав, комерційних операторів і безпеку орбіти в довгостроковій перспективі.
На цьому тлі CRASH Clock – це радше інтелектуальний інструмент, який дає змогу перетворити абстрактні побоювання на вимірюваний показник. Він не каже, коли саме станеться катастрофа, але наочно показує, як швидко ми скорочуємо запас часу, протягом якого ще можна уникнути найгірших сценаріїв.
