Критичность в космическом мусоре

Какая плотность спутников на НОО допустима, прежде чем одно столкновение может привести к катастрофическому разрушению всего на орбите? На сколько порядков мы ниже этого уровня в настоящее время — является ли это практической проблемой, которая ограничивает нашу способность использовать пространство в долгосрочной перспективе?

(Причина, по которой единичное столкновение может привести к почти полному разрушению, заключается в том, что когда спутники сталкиваются или сильно повреждаются, они выбрасывают множество обломков, которые могут серьезно повредить другие спутники и вызвать дальнейшие столкновения. Если вероятность столкновения с обломками (до сход с орбиты) раз, когда количество осколков, образовавшихся в результате столкновения, превышает единицу, и вы оказываетесь в сверхкритическом режиме, как при вирусных пандемиях и ядерных расплавлениях/взрывах.)

Downvoters: посмотрите эффект Кесслера .
Я думаю, что аналогия с ядерным оружием здесь только сбивает с толку.
@Chris - Может быть, и так, но дело в том, что это очень хорошо понимается количественно в ядерной физике. Это одинаково понятно, поэтому я надеюсь на столь же окончательный ответ.
Я заложил это, но я согласен с Крисом, удаление ядерного абзаца действительно помогло бы решить этот вопрос.
@RoryAlsop - Достаточно честно; Я одновременно ослабил опору на аналогию и расширил аналогию.

Ответы (1)

То, что вы описываете, было популяризировано несколько лет назад Дональдом Кесслером из НАСА. С тех пор он получил название « синдром Кесслера ».

Короче говоря, столкновение может вызвать каскадную цепную реакцию столкновений. Обратите внимание, что масштабы времени для этого не обязательно порядка минут или даже часов... столкновения могут просто начать происходить с постоянно увеличивающейся скоростью.

Что касается того, какова эта плотность на самом деле, то точного числа нет. В зависимости от того, какое исследование вы читаете, мы можем быть даже сейчас в этой критической точке. Вот недавнее сообщение самого человека (предупреждение в формате PDF).

Есть ли исследование, на которое вы можете дать ссылку? Много известно о том, как использовать поглотители нейтронов и т. д. для управления реакциями; предположительно в таких исследованиях есть аналогичные расчеты? (Все время происходят новые запуски, новые орбитальные аппараты добавляются быстрее, чем старые уходят с орбиты, поэтому довольно большое количество людей с миллиардами долларов в совокупности еще не думают, что мы находимся в критической точке, или не считают шансом спускового крючка. быть очень низким.)
Я читал подобные исследования (о которых я не могу найти в открытых источниках/не могу вспомнить), но в целом я не думаю, что это так хорошо понятно. Одной из причин является описание «пространственной плотности» в первую очередь ... природа орбит затрудняет даже придумывание описания. Например, что такое «регион» в космосе? Это просто диапазон высот? Если да, то как вы объясняете различные наклоны или относительные фазовые углы?
Вы интегрируете? Я ожидаю, что ожидаемое количество ударных элементов, выпущенных при столкновении, будет самой сложной частью для определения. Если бы это было известно, распределение наклонения/угла фазы после столкновения должно было бы быть сравнительно прямым. Конечно, вы получите только приближение среднего поля, но если вас беспокоит порядок величины, этого должно быть достаточно. В любом случае, статья Кесслера охватывает то, что я надеялся найти!
Но интегрирование, например, по наклонению в лучшем случае вводит в заблуждение, поскольку существуют определенные режимы (например, солнечно-синхронные), которые на несколько порядков более населены, чем другие.
Это тройной интеграл: поток от ожидаемого распределения осколков (1) от всего, что есть (2) через поперечное сечение всего, что есть (3). Я допускаю, что время может сделать его очень сложным, поскольку траектории обломков входят в разные режимы (хорошо изолированные вначале до сильно рассеянных от столкновений обломков и мусора в течение длительного времени). Я думал только о быстрых каскадах, но я понимаю, как можно оказаться посреди медленного каскада и даже не знать об этом.
Ссылка на это исследование сейчас не работает; можно название или обновленную ссылку?
Критичность в космическом мусоре
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v