Реалистичны ли изображения космического мусора Земли?

Нет, это совершенно нереально.

Земля очень велика по меркам того, с чем вы имеете дело в повседневной жизни — около 13 миллионов метров в диаметре.

Спутники обычно имеют диаметр всего несколько метров, а дополнительные фрагменты мусора могут быть намного меньше.

Здесь художник изображает спутники размером в сотни тысяч метров.

Обломков много , и это реальная проблема, но иллюстрация вводит в заблуждение и способствует широко распространенному заблуждению о том, насколько велика Земля .

(Я помню, как в детстве рисовал весь мир. Он состоял из круга с 20 или 30 прямоугольниками по периметру. Прямоугольники представляли подъезды ко всем домам; мое представление о мире было домами на улице. Я жил дальше. Видимо, понимание некоторых людей не продвинулось намного дальше этого.)

«Фактические данные» заключаются в том, что для каждой из их точек, вероятно, есть настоящий фрагмент обломков, сочетание спутников/тел ракет и т. д., вероятно, в целом правильное, и так далее.

Однако на снимке также имеется пометка «преувеличенный по сравнению с Землей размер обломков» .

Если вы посмотрите на эти «спутники», то увидите, что каждый из них имеет размер в несколько сотен километров в поперечнике. В действительности они составляют несколько метров — тут огромная нестыковка размеров. Космос намного пустее, чем здесь предлагается.

Мы не можем изобразить космический мусор в масштабе.

Ни человеческое зрение, ни современные технологии обработки изображений не могут сделать так, чтобы Земля и любой созданный человеком объект на орбите были видны в одном и том же масштабе, не уменьшая маленький объект до субпиксельного размера.

Космический мусор не одинок в этом ограничении. Можно открыть, например, FlightRadar24 с, например, Европой на полном экране и увидеть значки самолетов , почти покрывающие густонаселенные страны и расположенные друг над другом вокруг крупных аэропортов. На самом деле в том же масштабе самолеты намного меньше пикселя, поэтому мы используем значки.

Точки космического мусора вокруг Земли на этих впечатляющих снимках — именно иконы. Они представляют положение каждого объекта, но никоим образом не его способность сталкиваться с чем-то другим.

До сих пор у нас есть история только 2 случаев непреднамеренного столкновения между искусственными космическими объектами - даже если низкие орбиты имеют период ~ 1 час.

ps даже намеченные и спланированные космические рандеву даются тяжело.

Крупнейшим пилотируемым космическим объектом в космосе является Международная космическая станция, максимальный размер которой составляет около 100 метров. Давайте изобразим это как пиксель 2x2 на очень хорошем дисплее (400 пикселей на дюйм, как в iPhone). Реальный размер — на дисплее — примерно 0,1 на 0,1 миллиметра.

МКС «летает» примерно на 400 км — это в 4000 раз больше МКС, поэтому на вашем дисплее с высоким значением ppi Земля (земля) будет начинаться с 40 см или около 16 дюймов. Поскольку диаметр Земли составляет 12 800 000 метров (в 128 000 раз больше, чем у МКС), ее видимый размер составит 12 800 мм или почти 13 метров.

Продолжим веселье. Геостационарные спутники вращаются на высоте 36 000 км — если вы хотите изобразить всю их орбиту, это 72 миллиона метров, или 720 тысяч раз больше размера МКС, или 72 метра дисплеев iPhone.

Поставив айфоны встык (примерно 70х140 мм), вам понадобится около полумиллиона штук, чтобы создать нужную поверхность.

И при 50 метрах на пиксель, если предположить, что вы не рисуете ничего крупнее половины пикселя (25 метров), вы не увидите почти ничего другого — даже у могущественного Сатурна V (который доставил людей на Луну) была вторая сцена незначительно короче 25 метров. Между тем, космический шаттл (весь комплекс) имел длину более 50 метров, а длина орбитального аппарата (сам шаттл) - 37 метров (субпиксельный размер).

Итак, полмиллиона дисплеев iPhone только для того, чтобы показать космический челнок где-то в виде пикселя.

Википедия дает следующую оценку общего количества объектов космического мусора :

По состоянию на январь 2019 года на орбите находилось более 128 миллионов фрагментов мусора размером менее 1 см (0,4 дюйма), около 900 000 фрагментов мусора размером 1–10 см и около 34 000 фрагментов размером более 10 см (3,9 дюйма). вокруг Земли

Давайте возьмем верхние границы этих чисел и предположим, что у нас есть 1b объектов размером 1 см², 1 м объектов размером 100 см² и 100 тыс. объектов размером 1000 см². Подставляя числа в WolframAlpha, мы получаем общую площадь (0,1 км² + 0,01 км² + 0,01 км² = 0,12 км²) объектов в космосе. Давайте округлим это число до 1 км², если предположить, что текущие оценки могут отличаться в один раз.

Теперь... общая площадь Земли составляет 510 067 420 км2 (космическая орбита немного больше по площади, но ненамного). Таким образом, общая доля орбиты, занятой космическим мусором, составляет не более 1 на 510 миллионов. Математика становится немного сложнее, если у вас есть спутник на орбите, поскольку с годами количество столкновений с обломками начинает накапливаться, но в целом этот рендеринг вводит в заблуждение. Это сравнимо с иллюстрациями большого тихоокеанского мусорного пятна — так люди думают, что оно выглядит, но реальность гораздо менее драматична .