Если спутник разрушается и разлетается на несколько мелких осколков, каждый из этих фрагментов имеет крошечную вероятность уничтожить другой спутник, создав еще больше обломков, которые теперь будут иметь еще более высокую вероятность уничтожения другого спутника и так далее (синдром Кесслера ) .
Мне интересно, сколько спутников человечеству придется развернуть на НОО (скажем, на высоте 350-600 км, где, вероятно, в ближайшем будущем будет находиться большое количество интернет-спутников), прежде чем вероятность цепной реакции даже после единичного катастрофического сбоя станет недопустимой. банально?
Ну, я на самом деле пришел сюда, потому что у меня был очень похожий вопрос. Но у меня было несколько мыслей по этому поводу, и это мой ответ на вопрос «Какова критическая плотность спутников, чтобы вызвать тяжелый синдром Кесслера?». Это не полный, не прямой ответ на ваш вопрос и не обязательно правильный.
Поэтому, если вы хотите определить плотность спутников в данном орбитальном слое, вы должны сначала узнать доступную площадь. Земля имеет средний радиус 6371 км, к которому мы добавляем высоту орбиты 500 км. Это дало бы нам сферу с площадью поверхности 593 266 412 км² .
Даже если у вас есть спутниковая сеть с 1 миллионом спутников, которые равномерно распределены по этой области, каждый спутник имеет площадь более 593 км² .
Далее вы можете определить пропускную способность данной орбиты. Поскольку все объекты, находящиеся на заданной высоте на орбите, имеют одинаковую скорость, не будет никаких столкновений, если все спутники на заданной орбите движутся в одном направлении (т.е. все они имеют наклонение 0°) .
Таким образом, если ваши спутники имеют среднюю длину 30 м (что на самом деле много для спутника), и вы хотите иметь такое же расстояние между спутниками, вы можете разместить около 720 000 спутников на 500-километровой орбите с окружностью 43 200 км .
Но поскольку спутники на самом деле движутся в разных направлениях, их орбиты иногда пересекаются. Вот тут становится сложно. Мой подход состоит в том, чтобы проверить, сколько спутников могут пройти через данную точку, не сталкиваясь друг с другом.
Итак, нам нужно знать орбитальную скорость :
На этой скорости 30-метровый спутник с буфером безопасности еще 30 м проходит заданное место примерно за 8 миллисекунд . При периоде обращения около 90 минут это означает, что около 675 000 спутников могут пройти через одно и то же место, прежде чем первый спутник снова достигнет этого места.
Теперь все это очень абстрактные числа, и они не принимают во внимание эксцентрические орбиты, разные направления орбиты или даже орбитальное маневрирование, но имейте в виду, что это только для одного орбитального слоя в 500 км. Если вы рассматриваете каждые 100 м увеличения высоты как новый орбитальный слой, который дает огромное пространство для размещения спутников. С другой стороны, конечно, вам нужно учитывать пересечения между этими слоями и так далее. На этом я остановился, потому что в этот момент все вычисления становятся слишком сложными, чтобы их можно было сделать вручную или, может быть, даже на моем компьютере.
Мой вывод на данный момент таков, что пространства на НОО (~ 200 - 1000 км) наверняка будет достаточно, чтобы обслуживать не менее 100 000 спутников , если орбиты спланированы относительно друг друга, и большинство спутников имеют возможности маневрирования, чтобы избежать сбоев в полете. редкий случай прямого встречного курса. В конце концов, даже только «маленькое» пространство непосредственно вокруг Земли все еще безумно велико.
пользователь10509
Сларти