Новая гонка в космосе: на границе Земли и космоса
На границе атмосферы Земли разгорается новая космическая гонка. Здесь, на краю нашей планеты, компании соревнуются за создание нового класса спутников, которые будут летать в крайне необычном пространстве — очень низкой орбите, в которой земля и космос едва различимы.
Что такое Very Low Earth Orbit (VLEO)?
Сегодня на орбите Земли вращается около 10 000 спутников, движущихся со скоростью до 17 000 миль в час (27 000 км/ч). Все они находятся в постоянном свободном падении и удерживаются на орбите за счет своей скорости. Однако новая идея — создание спутников для работы в очень низкой орбите (VLEO) — выходит за рамки привычных представлений о космосе.
VLEO — это орбита, находящаяся ниже 250 километров, но выше 100 километров, где начинается атмосфера. Спутники на такой высоте сталкиваются с значительным сопротивлением атмосферы, что делает их пребывание в этой области крайне сложным. Но если спутники смогут побороть это сопротивление, они смогут существовать в этой орбите гораздо дольше — теоретически, почти вечно.
Как спутники могут «летать бесконечно»?
Спутники на VLEO сталкиваются с более высокой атмосферной плотностью, что приводит к более сильному сопротивлению и, следовательно, потере энергии. В результате их орбита быстро нарушается, и они возвращаются на Землю. Однако несколько компаний разрабатывают спутники, способные использовать этот поток молекул в атмосфере как топливо. Это позволяет им генерировать собственный импульс и компенсировать потерю энергии от атмосферного сопротивления.
Специалисты называют эту технологию воздушно-дымовую электрическую тягу (ABEP), которая использует молекулы, замедляющие спутник, как топливо для создания ионного потока, производящего тягу. Так, теоретически, если сила тяги будет равна сопротивлению, спутник сможет оставаться в VLEO бесконечно долго.
Как компании работают над новой технологией?
Компании, такие как Stellar Advanced Concepts в Лондоне и Kreios Space в Испании, активно исследуют потенциал ABEP. Прототипы этих технологий должны быть готовы для орбитальных испытаний в ближайшие несколько лет. В Великобритании, например, на разработку ABEP-технологии был выделен грант в 390 000 фунтов стерлингов. К 2027 году планируется запуск малых спутников с такими системами, чтобы продемонстрировать их работу.
С другой стороны, американская компания Redwire разрабатывает спутники, которые могут находиться в VLEO до 7 лет, благодаря аэродинамическому дизайну, снижающему сопротивление атмосферы.
Преимущества спутников в VLEO
Основное преимущество спутников на VLEO заключается в их близости к Земле. Это позволяет получать изображения высокого разрешения, что полезно не только для военных, но и для гражданских нужд, таких как мониторинг сельского хозяйства, диких пожаров или морской деятельности. Кроме того, они могут стать основой для связи через спутниковый интернет, обеспечивая прямое подключение к мобильным телефонам.
Еще одним важным аспектом является то, что VLEO самочищается. Спутники, вышедшие из строя, часто возвращаются в атмосферу, где сгорают, что помогает ограничить количество космического мусора.
Риски и вызовы VLEO
Однако работа в VLEO имеет свои риски. Спутники в этих орбитах особенно чувствительны к солнечной активности, которая может сильно изменять плотность атмосферы. Это может привести к резкому увеличению сопротивления, как это случилось с 38 спутниками SpaceX Starlink в 2022 году, когда геомагнитная буря вызвала повышение сопротивления на 50% и заставила спутники сгореть.
Кроме того, на VLEO будет становиться все более многолюдно, и спутники, работающие в этой области, могут стать источником дополнительного космического мусора. Нужно будет внимательно следить за космической погодой и безопасностью спутников.
Будущее VLEO: конкуренция и перспективы
Вслед за такими компаниями, как Redwire, в гонку за создание спутников на VLEO включаются и другие игроки, что обещает революцию в космических технологиях. Кто первым освоит эту область, тот откроет новые горизонты для всего человечества. Поэтому конкуренция между компаниями становится все более напряженной, а те, кто смогут предложить успешную технологию, получат преимущества на рынке.
Заключение
Новая гонка в космосе близка к тому, чтобы изменить наше представление о том, что возможно на границе Земли и космоса. Несмотря на все риски, технологии VLEO открывают перед нами огромные возможности — от сверхточной съемки до усовершенствованной связи. Кто будет первым, тот и возьмет победу в этой амбициозной космической гонке.
