Comments 73
Я думаю, здесь играет роль еще кое-что. При столкновении обломки разлетаются в произвольном направлении и с произвольной скоростью. Если скорость меньше старой, то все просто и обломки сходят с орбиты. Кстати, средняя скорость осколков будет меньше орбитальной, поскольку часть кинетической энергии пойдет на разрушение.
Если скорость больше старой то многое зависит от направления. Если новая скорость выше старой и напраление не горизонтально (большинство осколков) то мы получим нижнюю точку орбиты ниже старой, я сделал рисунок для этого случая. В этом случае осколок будет регулярно входить в нижние слои атмосферы, следовательно быстро сойдет с орбиты.
Если новая скорость больше или равна старой и направление очень близко к горизонтальному, то мы получим новую орбиту с нижней точкой на уровне старой орбиты. Именно зти осколки останутся на орбите надолго.
Кроме того, не совсем понятно, как скорость осколка может быть больше старой (орбитальной). Для этого нужно чтобы что-то догнало спутник и ударило сзади. Наиболее частый случай столкновения - это пересечение орбит под углом. В этом случай результирующий вектор имульса (масса * скорость) будет равно:
При этом абсолютная величина скорости при неупругом столкновении будет равна
Где alpha - угол между телами, которые столкнулись. Из формулы следует, что величина скорости не может быть больше набольше исходной скорости одного из объектов.
Теоретически, результирующая скорость может быть больше самой быстрой исходной в случае упругого столкновения. Это когда, например, мяч отскакивает от твердой поверхности. Только вот откуда взяться упругости при скорости несколько километров в секунду. При таких скоростях только разрушение.
TLDR: Хорошие новости. Спутник на орбите - очень энергозатратное мероприятие и люди очень стараются минимизировать эти затраты. А это означает, что любое вмешательство в исхоную орбиту почти со 100% вероятностью приведет к снижению орбиты. На нашей орбите просто нет объектов способных случайным образом ускорить другой объект на орбите.
"как скорость осколка может быть больше" - как дилетант спрошу - а что мешает взорваться какой-то детальке и придать какому-то осколку хорошего "пинка"?
Взрыв какой-то детальки даст пинка на пару порядков меньше уже имеющейся энергии обломка. Сравните скорости осколков каких-нибудь снарядов и первую космическую. Она отличается на порядок. (mv^2)/2 - будет отличаться на два порядка. Да и взрывающихся деталек исчезающе мало, это же спутники, а не осколочно-фугасные снаряды.
Другое дело, что при косом ударе двух предметов, они превратятся в плазму в зоне контакта. Навскидку, температура плазмы может быть от тысяч до десятков тысяч градусов. И эта плазма может немного вдогонку подтолкнуть оставшиеся, не контактировавшие части столкнувшихся предметов.
Всё логично. В результате столкновения кинетическая энергия станет меньше, в моменте уменьшится скорость. Вот только чтобы объект упал на Землю быстро надо погасить первую космическую скорость, а это очень энергозатратно. В статье есть ссылка на видеоролик, где постфактум смоделировано столкновение двух спутников. Там наглядно показано, что спутники никакого упругого столкновения действительно нет. Также спутники не слипаются в единую массу. Они скорее прошивают друг друга, и дальше летят два независимых облака обломков. Такая же ситуация будет и при взрыве спутника.
Вот еще одно интересное видео, в котором был смоделирован перехват и поражение спутника Cosmos1408 ракетой. Опять же постфактум.
Часть осколков действительно замедляется. И тогда их орбита со временем снижается. Вот только время снижения прямо очень сильно зависит от высоты орбиты. (И еще от такого фактора как отношение площади к массе, который как раз и используется при расчете атмосферного торможения. Но тут лучше спрашивать баллистиков.) Так что даже потерявшие в скорости обломки могут оставаться на орбите десятки и сотни лет. После столкновения Cosmos2251 и Iridium33 образовалось 2375 обломков. Сейчас осталось 1066. Уполовинивание заняло больше десяти лет.
Скорость обломка может стать выше при взрыве изнутри. Например при взрыве остатков топлива в ступени ракеты.
Скорость может быть элементарно больше старой. Один обьект закрутило в момент столкновения, и к линейной скорости добавилась еще скорость вращения. Если в этот момент отвалиться какой то кусок в точке, где скорость куска от вращения и суорость движения скоадываются, то подучится увеличение скорости. А учитывая какая скорость на орбите, закрутить объект может очень даже сильно даже от слабого цдара по касательной.
Так что новости не хорошие. Так как если спутники таки столкнуться, то в космосе будет летать не маленькая куча хлама.
Есть новая идея. Запустить корабль с огромными солнечными панелями, магнитами улавливать такие осколки, затягивать внутри и переплавлять в слитки внутренней топкой и потом возврашать на орбиту, вместо 100 мелких осколков - один крупный слиток. Слитки делать такой формы, чтобы они легче сходили с орбиты вниз. Проблема решена. :)
Ага, только не магнитами, а "огромными солнечными панелями" осколки как раз и улавливать :)
А зачем оставлять корабль на орбите? Прямо вместе с кораблем все пойманные осколки и уронить.
Моя идея была такой - выпустить на ретроградную орбиту на высоту, где основной мусор мешается, но так, чтобы с МКС и старлинком не пересечь, этакую паутину из проволоки, раскрутить чтобы разошлась в космосе и так и оставить. Что в паутину попадет, замедлится и войдет в атмосферу, что от паутины отвалится, затормозится магнитным полем Земли и тоже упадет, сама паутина провисит на орбите год-полтора и тоже упадет в атмосферу.
На таких скоростях столкновения любой материал, а металлы в особенности, ведут себя как жидкости. Такая паутинка ничего не задержит, а только разлетится на ещё больше кусков и ещё сильнее и опаснее замусорит орбиты
А мне не надо, чтобы она задержала осколок, достаточно его затормозить. Если что отвалится от паутины, то это будет кусок провода длиной до нескольких метров (смотря как именно паутину сделать, изначально была вообще ромашка с лопастями из провода толщиной в полмиллиметра и длиной 500 метров, но если она будет перетянута хотя бы по периметру, уже хорошо), а такие куски провода хорошо тормозятся магнитным полем, представляя собой незамкнутый виток обмотки электродвигателя в вакууме, любая потеря заряда приведет к тормозящей ЭДС, как следствие, такой кусок замедлится и без влияния атмосферы. Кроме того, парусность у куска проволоки довольно большая, куда больше, чем у обломка какой-то железяки или пластмассовой детали, то есть даже если что и оторвется, надолго на орбите оно не останется. Хотя технически может что-то на более низкой орбите зацепить - но то, что ниже, и так имеет ограниченный срок существования на орбите.
такие куски провода хорошо тормозятся магнитным полем, представляя собой незамкнутый виток обмотки электродвигателя в вакууме,
Незамкнутый виток не тормозится.
Ну так он же ещё и вращаться будет, так как вся паутина до столкновения запущена вращаться. Вращение создаст условия для внутреннего тока, переворачивая проволоку в магнитном поле. Помимо торможения будет и замедление вращения, само собой, но орбита там изначально низкая, и парусность никто не отменял.
> При столкновении более габаритных объектов появляются десятки/сотни осколков.
при подрыве можно предположить и тысячи осколков, также было бы интересно промоделировать эффект цепной реакции + оценить параметры - скажем подрыв 10 объектов на заселенных орбитах может привести к серии столкновений с фрагментами, новые столкновения дают новые фрагменты и тд. вплоть до невозможности полезного использования всего диапазона орбит где это происходит в течение значительного времени типа сотен лет, пока фрагменты не сгорят в атмосфере
Имелось в виду крупных осколков (больше 10 см). Сколько появляется более мелких не знает никто.
Я предположу, что от 10 подрывов цепной реакции не случится. За последние пять лет было шесть происшествий с образованием больше 100 обломков. Еще раз приведу здесь ссылку на отличную таблицу из википедии. Никакого эффекта не случилось.
Первое время все обломки будут лететь в одной плоскости. То есть один подрыв засорит лишь одну орбитальную плоскость. Расползание по разным плоскостям процесс длительный. На картинке в статье показаны траектории обломков Cosmos 2499, который развалился всего пол года назад. Орбиты расползлись не сильно.
примерно согласен, перечитал статью более внимательно, в общем все достаточно грамотно, sgp4/sdp4 правильно выбрали, возможно слабым местом является представление в виде сферы равного объема, грубо говоря сравните конфигурацию ISS и сферу равного объема, но это вероятно можно учесть коэффициентом формы, далее если бы пришлось заниматься подобным вероятно попробовал бы отдельно моделировать плотность случайного потока мусора на разных высотах, наклонениях орбиты, а не парные столкновения, затем уже вероятность столкновения с таким потоком, возможно это проще, т.е. надо моделировать вероятностные характеристики летающего мусора более детально, с учетом наибольшей опасности именно мелких фрагментов, примерно так,
заметим порог 10см носит условный характер, уровень отраженного сигнала зависит как четвертая степень расстояния, т.е. сильно зависит от орбиты и условий наблюдения, в оптическом диапазоне еще сложней, поэтому подобное моделирование может быть единственным надежным источником оценки опасности столкновения с фрагментами
Отличная статья!
Очень понравились и постановка задачи, и метод ее решения.
Но, было бы очень здорово дополнить такую замечательную работу оценками скорости схода вновь генерируемого мусора с орбиты. Чтобы ответить еще на один вопрос: при какой плотности спутников космическое пространство будет самоочищаться быстрее, чем генерировать новый мусор, и наоборот? Ведь для практической реализации синдрома Кесслера необходимо, чтобы коэффициент размножения мусора был больше единицы. А какой он примерно сейчас?
Я понимаю, что для такого расчета придется почти априорно ввести кучу новых параметров, задающих распределение созданных при столкновении обломков по скорости (причем векторной), размеру и массе. После чего эволюция их орбит (время их жизни) считается относительно легко (только надо не забыть про нестабильность высотного профиля атмосферы из-за солнечной активности и пр.). А зная орбиту, добавить эти осколки в модель уже труда не составит...
С тайной надеждой, что автор тоже об этой второй части задумывался, и что когда-нибудь мы ее тоже увидим здесь или хотя бы в Nature ;-). Надеюсь, что это произойдет еще до того, как упомянутый выше коэффициент размножения приблизится к критической точке.
Скорость схода зависит от высоты прям ооочень нелинейно.
"Быстрое" самоочищение происходит на высотах до 200 км. Относительно быстрое (месяцы/годы) на высотах 300-400 км. На высотах больше 800 км самоочищение будет идти несколько веков.
Ещё скорость снижения зависит от такого параметра спутника как отношение площади к массе. Плоское тонкое перышко и круглое ядро будут тормозиться атмосферой по разному. Но, опять же, эти эффекты осязаемы на высотах 200-500 км. Например, у спутников Starlink высота орбиты около 550 км. По планам компании, в случае поломки аппарата, он должен опуститься и сгореть в атмосфере в течение нескольких лет.
По поводу коэффициента размножения сейчас. Можно грубо прикинуть по открытому каталогу, сравнив как изменилась ситуация за один год.
На 04.07.2022 каталог содержал 23838 объектов. Максимальный индекс 52951.
На 04.07.2023 каталог содержал 25022 объекта. Максимальный индекс 57211.
За год было каталогизировано 57211 - 52951 = 4260 новых объектов. Из них только 3678 сохранились в каталоге. То есть 582 за год появились и исчезли. Из старого каталога исчезли 23838 + 3678 - 25022 = 2494 объекта. То есть всего за год упало 2494 + 582 = 3076. Из 3678 новых элементов в каталоге классифицировано как обломки 845. Таким образом k=845/3076=0.27. Надеюсь, нигде не накосячил.
Старлинки запускаются ударными темпами. Каталог растет за счет новых аппаратов, а не новых обломков.
Интересно было бы попробовать решить обратные задачи:
Вычислить минимальное количество спутников на орбитах, чтобы вероятность столкновения была не меньше M% в течение N лет
Вычислить минимальное количество спутников, при котором вероятность запуска цепной реакции не меньше M%. Вероятно, ответом будет не величина, а функция, зависящая от количества спутников на орбите, формы и высоты этой орбиты
Тут стоит учесть немаловажный факт, что на земле происходят события, которые могут ситуацию развернуть так, что какой‑нибудь конфликтующей стороне станет выгоднее искусственно запустить там, на орбите, цепную реакцию, чтобы блокировать спутники противника, пусть и ценой собственных спутников. Вероятность этого пропорциональна разнице между развитием космической отрасли у конфликтующих сторон.
В области низких орбит (высотой до 2000 км) объем пространства составляет порядка 10^12 м3
Здесь ошибка на ДЕВЯТЬ порядков!
для простоты возьмём формулу площади сферы 4pi * R * R и умножим её на 2000км. Это даст примерную оценку объёма (заниженное число, так как больше высота - больше площадь, это упрощение)
Итак, 4 * 3.14 * 6500 км * 6500 км * 2000 км = 4 * 3.14 * 6.5 * 10^6 метров * 6.5 * 10^6 метров * 2*10^6 метров = 1061 * 10^18 м3 = 1.6 * 10^21 м3.
вероятно вы посчитали в кубических километрах?
В совокупности все спутники занимают (грубо говоря) одну десятимиллионную долю объема.
Если спутник увеличить до размера в 1 километр (такая вот супер-большая станция), то получится соотношение меньше миллиардной :) иначе не сходится
В целом, вы порядок правильно определили, но что за странный вариант интегрирования. Особенно, трюк с переходом от 1061 к 1.6 * 10^3 хорош :)
И почему просто не вычесть объём Земли из объёма большего шара?
Кому лень считать, 1.374 * 10^21 м^3 там получается
Спасибо, поправил.
Да, там должны быть кубические километры. А объем спутника - кубические метры, может десятки метров (МКС выносим за скобки). Спутники занимают меньше одной триллионной доли объема.
Почему они не сталкиваются?
Ну во первых, сталкиваются))
А вообще спасибо, отличная статья, хорошо описаны простые, но не очевидные вещи.
Хотелось бы узнать, какие методы используют или планируют использовать для уменьшения мусора на орбите.
Из рабочих - только ничего не запускать. Ловить в безвоздушном пространстве каждую пулю голыми руками, догоняя и меняя параметры своей орбиты, обладая для этого бесконечным запасом топлива, при этом не имея с целью визуального контакта - вот только так можно решить эту задачу теоретически.
Где-то читал, что современные ракеты проектируют так, чтобы они при выведении на орбиту расходовали всё топливо. Или стравливали остатки по окончании миссии. Пустой бак не взорвется со временем. А большая ракета разлетается на кучу осколков. А ещё, после завершения жизненного цикла спутника, используют остатки топлива для управляемого сведения в атмосферу (актуально только для низких орбит, для геостационарной - уводят на орбиту захоронения).
Недопущение образования нового мусора - это самое действенное средство для уменьшения его количества.
А теоретических размышлений - громадьё. Здесь, на хабре, эта тема хорошо освещалась. Роскосмос, например, представляет проекты. Но всё это только теория.
Спасибо за статью!
Интересно было почитать и про саму проблему, и про процесс моделирования.
В очередной раз вдохновился силой человеческого разума, способного решать такие нетривиальные задачи, как например, избегание столкновения с частицами размером ВСЕГО в 10 см.
Давно пора дать наименование этому всему, ведь фактически новый слой атмосферы уже почти сформировался, была бы какая-нибудь "артисфера", от артифишл :)
(см. картинку). Так почему же при такой «плотности» они не сталкиваются друг с другом?
Да потому что не в масштабе. Даже не приблизительно.
в миллион раз (не считал, просто большая цифра) увеличьте вашу "картинку", а спутники и мусор оставьте 1 пикселем. Еще добавьте ось Z. Почему они не сталкиваются, конечно, не сталкиваются — потому что "реальное" расстояние — сотни и тысячи километров, а на картинке, конечно, спутники прям бок-бок трутся.
Именно так. В статье есть анимированная гифка, где как раз показан переход от схематичного изображения (точка) к объемному (3D модель). В правом нижнем углу расстояние от виртуальной камеры до спутника (в километрах). Качество гифки пришлось сильно урезать из-за ограничения хабра на размер медиафайла. Но если присмотреться, то видно, как при приближении камеры одна точка разделяется на две и вторая чуть позже выходит из кадра. И только после этого становится различим силуэт. Даже при расстоянии между спутниками в километр другой, на общем плане они сольются в одну точку.
Если нарисовать в правильном масштабе, то спутник схлопнется в размеры меньше одного пикселя и вообще не будет отрисован.
И все-таки они иногда сталкиваются :)
Одно успокаивает: космический корабль пришельцев размером с мегаполис, выйдя на низкую орбиту, быстро превратился бы в решето...
Вероятность столкновений спутников мала, т.к. сами малы, но все равно мешают астрономическим наблюдениям.
Как "бывалый фантазёр со стажем", могу предположить в будущем относительно (космических расценок) дешёвую систему защиты типа "САЧЁК". Грубо говоря такой большой теннисной ракетки без ручки, в количестве двух штук, одна из которых будет двигаться перед станцией МИР, а вторая за ней. Сама ракетка будет состоять из нескольких слоёв с натянутыми струнами кевлара, следуемыми друг за другом. Как фильтр для воды, где каждый следующий слой отделяет более мелкий мусор. Только размером с арену цирка.
Патентовать - не?
Вы забыли про самую важную (и самую сложную для контроля) из орбит - геостационарную. По сути это линия. Так вот в результате трех взрывов разгонных блоков Centaur за последние годы образовалось как минимум три облака с тысячами обломков, которые прецессируя начнут цеплять линию геостационара, и вероятность вывода из строя работающих спутников этими облаками намного-намного выше. Если мы потеряем геостационар - это будет почти катастрофа.
На геостационарной и скорость маленькая - всего-то 3 км/с. Т.е. взаимные скорости столкновения намного ниже (порядка 500 м\с) и намного менее опасны. Противопульной брони и/или модульности (выбило один модуль - работаем на резервном) уже хватит, чтобы защитится. И такого "размножения" осколков уже не будет.
вы точно знаете о чем говорите? противопульная защита на геостационарных спутниках? вы представляете плотность модулей в геостационарном спутнике? при попадании обычного болта в спутник, он заденет и основной модуль и все резервные и хорошо, если это будут не аккумуляторы...
Просто пока ещё относительно везёт...
Точно знаю. Типичный геостационарный спутник - это довольно объёмные "шкаф", а то и "грузовик". Там есть куда разнести так, чтобы "пулей" с наиболее угрожаемого направления (по и против орбиты) не вынесло всё сразу. И достаточно тяжёлый, чтобы можно было прикрыть сантиметровым стальным листом (хотя, наверное, лучше будет взять кевлар или ещё какой полимер) наиболее ответственные модули без существенного увеличения веса в процентах.
Просто сейчас это не нужно - вот и не заморачиваются (обычно, но иногда - да, откуда и знаю). А надо будет - спутники станут бронированными кевларовыми сферами с избыточным множеством солнечных панелей. Будут дороже раза в два -пять, но будут.
Да, но не забыл, а целенаправленно сконцентрировался на низких орбитах. Опасность столкновения на геостационарной орбите присутствует, но количество обломков много меньше. Возможно, информация о тысячах обломков после взрывов ракет ATLAS 5 CENTAUR преувеличена. Если верить открытому каталогу, то количество мусора с таким наименованием составляет около 250 штук - это на орбите прямо сейчас. Всего за все годы было каталогизировано 315 таких объектов. Еще раз, речь о крупных (>10см) элементах.
Для наблюдения за спутниками на больших высотах используют телескопы. Радары до геостационарной орбиты не добивают. Это чуть усложняет задачу.
«Американцы были немало удивлены, когда на международном конгрессе в Бремене мы впервые предоставили всем специалистам информацию о первом разрушении. Тогда это было только первое кольцо. Если бы мы промолчали, так бы все и оставалось, а они бы делали вид, что ничего не было» (с) Агапов
выше слайды из статей Агапова, собственно обломки есть, их тысячи после трех взрывов, в каталоге норада их нет
Ключевые слова были "если верить открытому каталогу". Загвоздка в том, что каталог СККП закрыт. И, на сколько я знаю, свободно скачать его целиком нигде нельзя. Даже если бы я получил копию каталога, то я бы не смог публиковать данные из него здесь, не опасаясь нарушить какую-нибудь секретность.
Спорить с Владимиром Агаповым тоже не могу. Он большой специалист, и точно разбирается в вопросе лучше чем я.
Меня немного удивляет вот что: в чем смысл нораду скрывать обломки, если это больше не является секретом?
И сам норадовский каталог не претендует на полноту картины. В нем точно не будет американских спутников-разведчиков. Поэтому на цифры приведенные в статье и в комментариях надо смотреть с учетом этих реалий. Я могу аппелировать только к открытым данным.
в чем смысл нораду скрывать обломки
чтобы такие как мы не могли публиковать статьи с моделированием и анализом (если звезды зажигают, значит это кому-то нужно/значит зачем-то скрывать обломки им нужно)
каталог СККП - открытый и доступен каждому, вы можете его без проблем скачать, предварительно зарегистрировавшись на сайте МАК "Вымпел". http://spacedata.vimpel.ru/ru/data_provider
я без проблем в прошлом году зарегистрировался, вот свежий скрин данных каталога с сайта. Преимущество этого каталога, что там, в отличие от каталога норад, большинство высокоорбитальных объектов.
2.1 Пользователь соглашается не передавать какие-либо данные или техническую информацию, полученную с этого сайта, включая анализ данных, либо их содержание без предварительного одобрения ПАО «МАК «Вымпел».
И, кроме того,
Благодарим за желание создать учетную запись на нашем сайте. Ваша заявка сейчас отправлена на утверждение администратору сайта.
Регистрация с ручным одобрением, а после регистрации анализировать данные и куда-то их передавать нельзя. О - Открытость.
Немного дополню.
Главным образом исследуются орбиты с периодом более 200 минут, на которых, в основном, находятся космические объекты геостационарной области и области орбит с большим эксцентриситетом.
Информация по таким объектам отсутствует в публично доступных источниках, включая веб-сайт SpaceTrack
Портал Вымпела действительно содержит данные по орбитам, которых нет в нораде. Но не все, а только высокие, по которым есть оптические измерения. Но все равно - это хороший источник альтернативных данных. Полный каталог СККП закрыт. По крайне мере я не знаю где его можно было бы весь открыто скачать.
Вот ссылка на еще один альтернативный источник данных, которых нет в нораде.
Это не "каталог СККП", это открытая его часть. Прежде всего, по высоким орбитам. Ни один из каталогов публично не общедоступен полностью. За деньги можно пользоваться услугами на основе каталога LeoLabs. В других случаях и деньги не помогут.
В нем точно не будет американских спутников-разведчиков.
Я бы сказал, что в нём точно не будет американских спутников, которые должны считаться спутниками-разведчиками.
Ну тогда и я пофантазирую. )) Предположу, что для снижения опасности обломки надо распылить на такие частицы, которые уже не будут представлять серьезной опасности (что-нибудь меньше 1 мм диаметром). ДЛя этой целе хорошо подошла бы чистая термоядерная бомба, но, увы, пока ее не придумали. Насчет лазера не уверен... Ну а пока представляется хорошей идеей "гигиена" с минимизацией остатков спутников на орбите...
Отличная статья, с удовольствием прочитал, и про моделирование особенно доставило. По теме космического мусора и его уборки сразу вспомнилось Planetes https://ru.wikipedia.org/wiki/Странники_(манга)
Так они все же сталкиваются или нет? Кто и как доказал сталкиваются или нет?
Правильно я понял, что радары обломки почти все, так как большинство из них маленькие, не видят. А все это на основе математической модели НАСА, которая экспериментально не подтверждена. Верно?
Да, радары не способны различить большинство мелких обломков. Радары точно должны увидеть в космосе условный шар диаметром больше 10 см. Некоторые могут различать объекты до 5 см (чем меньше дальность до объекта, тем лучше).
У НАСА есть мат. модель, но я её не использовал. Не очень понимаю, что значит экспериментально подтвердить. Траектории обломков рассчитываются по физическим моделям разной степени точности. Для существующих обломков рассчитанные траектории подтверждаются наблюдениями.
Вы утверждаете, что Вы рассчитали траектории более 100 млн мелких осколков?
А почему Вы решили, что их от 100 до 130 миллионов, а не тысяча?
Мат модель НАСА?
Если убрать то, что никто не видел, то из 131 миллиона останется 30 тысяч.
Очевидно,что 30 тысяч не впечатляет обывателя, а для получения финансирования в миллиарды надо сотни миллионов фантомных страшилок.
------------------------------------
Математики думали, что физики обнаружили нормальный закон в экспериментах.
А физики полагали, что математики доказали, что этот закон наиболее вероятен.
В действительности оказалось, что нормальный закон - очень редкое явление в природе. В результате появилось робастное оценивание.
Я смоделировал и рассчитал траектории 504000 объектов.
Пронаблюдать и подсчитать количество мелкого мусора невозможно, так как он не обнаруживается средствами наблюдения. Цифры в 0.5 млн. и 1 млн., а также 100 млн. и 130 млн. взяты из оценок НАСА и ЕКА. Ссылки есть в статье.
При оценивании количества, в качестве ориентира учитывают известные случаи взаимодействия мусора с космическим аппаратом - МКС, спэйс шатл, телескоп Хаббл(к нему летали на ремонт). Также после реально случившегося столкновения Cosmos2251 и Iridium33 провели моделирование. Из него получили, что на N крупных наблюдаемых осколков должно приходиться K мелких ненаблюдаемых. Вот так, я полагаю, и оценивают.
Вот несколько фото последствий столкновений, полученных простым гуглением:
Но разброс в оценках действительно большой. Два космических агентства не сходятся во мнениях.
"объекта от 1 до 10 см, то получается меньше 4 столкновений в год(!). "
Хм, если посчитать в Excel примитивно-вероятностно, без орбит-скоростей-наклонов и т.д. ,
за 5 мин получим 0,2 столкновений в год. Насколько важна точность в порядок ?
А можно поподробнее? Как считали? На какие допущения опирались при примитивно-вероятностной оценке?
Excel не сохранил... ближний космос из км_куб перевёл в "попугаи" 10*10*10 см_куб;
один такой объект из 504000 за 1 виток (90мин)проходит 100-500 попугаев;
число сочетаний по два из 504000 даёт вероятность нахождения двух объеков в одном попугае за 90 мин...перевел за год.
Не очень понятно
Excel не сохранил... ближний космос из км_куб перевёл в "попугаи" 10*10*10 см_куб;
один такой объект из 504000 за 1 виток (90мин)проходит 100-500 попугаев;
Вы "попугаев" не вплотную друг к другу располагали? Длина витка орбиты высотой 400 км (период ~90 мин) примерно 42500 км = 425*10^6 "попугаев".
Извините, стилизуюсь на старости лет... сто/пятьсот это молодёжный сленг, синоним "сколько-то много". Виток это да, 42 500 * 1000 * 10 квантов объёма 10*10*10см_куб(мини-спутник) ; ещё он даст привязку ко времени.
ближний космос (сфера D=13000 км толщиной=2000 км) заполнил равномерно 504000 квантами(распылил).
Число сочетаний по 2 из 504000 это вероятность нахождения двух объеков в одном месте (столкновение) ... наверное ерунду сморозил. Забудьте. Конечное число угадало в порядок --- и логику расчёта я не стал проверять.
del
В совокупности все спутники занимают (грубо говоря) меньше 1 км3
Просто для масштаба. 1 км3 это офигеть как много. Все человеки вместе взятые могут уместиться в такой куб. Если считать плотность людей примерно 1 кг/л, а среднюю массу 80 кг, то в 1 м3 вместится около 12 человек, а если взять куб со стороной 1 км, то это будет 12 млрд человек.
Эх, видать не силен я в сравнениях величин разных порядков. Меньше одного км3 - это очень-очень грубая планка сверху. Так написано, скорее чтобы сохранить размерность при сравнении двух объемов, а не дать примерную оценку. Объем МКС больше 1000 кубометров. Помножить на 25000 и получить 0.025 км3. В реальности все еще скромнее. Объем старлинка около одного кубометра.
А bounding box у МКС какого объема? Имхо по нему считать надо.
Зависит от наличия/отсутствия пристыкованных кораблей, ориентации солнечных панелей, положения руки-манипулятора. А bounding box можно выбрать как oriented, так и axis aligned. И по итогу получить «любой» результат (в пределах разумного).
:)))
Кстати, 1000 м^3 это на том сайте pressurized volume, то есть объем с атмосферой. Реальный в железках минимум вдвое больше. А с bounding box в принципе согласен, но имел в виду минимальный выпуклый объем, содержащий всю МКС (можно без руки, потому что она в самом деле дает огромное влияние), а для этого термина подходящий вариант быстро не вспомнил.
Почему они не сталкиваются?