РОЙ ОБЛОМКОВ (рос)Космоса

smoliarm — 30.11.2021 К разрушению "Космоса 1408" - послесловие
в четырёх картинках с двумя эпиграфами, эпилогом и народной песней





Для второго эпиграфа я взял фрагмент обсуждения события на форуме NASASpaceFlight:



Ну что ж, страсти немного улеглись.
Вместо эмоций появились факты – и по самой противоспутниковой сиситеме «Нудоль», и по облаку обломков Космоса 1408, разрушенного этой Нудолью.
Вслед за журналистами выступили специалисты – и теперь можно оценить фактические результаты «эксперимента», проведённого Военно-Космическим Силами России.

Первичный анализ облака осколков Космоса 1408 опубликовала компания LEO Labs («Analysis of the Cosmos 1408 Breakup»)
Также, результаты независимых измерений периодически публикует компания SpaceNav (например, апдейт от 20 ноября 2021)


 – рисунок из статьи LEO Labs, показывающий «ground tracks» орбиты Космоса 1408 вместе с зонами покрытия следящих радаров, чьи данные используют LEO Labs:


Опыт показывает, что такие схемы частенько вызывают вопрос «А почему у него так много орбит?»
Орбита у Космоса 1408 – одна.
И наклон её плоскости – неизменный относительно неподвижных звёзд.
А поскольку Земля вращается вокруг свое оси, и поскольку период обращения Земли НЕ кратен периоду Космоса 1408 –
то поэтому и возникает такой узор для ground tracks.

Данный рисунок фактически нужен только чтобы показать, что спутник на такой орбите «засвечивается» по нескольку раз за сутки – на каждом из этих радаров.
И таким образом, статистика набирается быстро и эффективно.



Прямые выводы из этой картинки:
*** тренды перигеев и апогеев – их взаимное разположение – показывают, что разрушение произошло на участке True Anomaly ~ 0, то есть близко к перигею.
*** в результате удара большая часть обломков приобрела дополнительную энергию – поскольку большинство цветных точек лежат правее исходных (черные маркеры).

Соответственно, был реализован наипростейший сценарий «перехвата» – ко-планарный и в перигее.

Такие способности были продемонстрированы 35-40 лет назад, во времена холодной войны – обоими противниками.
Штаты проделали вполне аналогичное «демо» в сентябре 1985. Тогда был разрушен научный спутник P78-1 «Solwind», и на почти такой же орбите, что нынешний Космос – только это было 36 лет назад. Что касается Советского Союза – там была программа «ИС» (Истребитель Спутников), существенно шире и разнообразнее, чем американская. И началась она раньше американской, первые испытания первых вариантов ИС состоялись, емнип, в 1963 году.

Таким образом – и в технологическом, и в военном аспектах – ровным счётом никакой новизны это испытание не продемонстрировало.


Как было отмечено в комментарии ко второй картинке – выборка на ней статистически не представительна; в силу особенностей использованной методики там доминируют более крупные, но менее энергетичные осколки. Поэтому разумно сопоставить данные LEO Labs с картинкой от SpaceNav – они использовали другой, более сложный алгоритм – но «сконструированный» специально для выявления малозаметных осколков – высоких энергий. Кроме того, SpaceNav тесно аффилиирована с NASA Goddard Space Center, они разрабатывают алгоритмы для военных, и потому они имеют некоторый доступ к данным военных радаров.



И как мы видим, прогноз-предупреждение от LEO Labs совершенно справедливо – в результате разрушения Космоса 1408 образовалось множество осколков с апогеем свыше 700 км.

Пожалуй, следует ещё деталь пояснить про точки и линии на этих графиках:
Точки показывают апогей (синие) и перигей (рыжие) орбит осколков. А сам осколок – может находиться где угодго – на отрезке между этими точками.
Для примера я показал четыре осколка (красные вертикали со стрелками), чьи орбиты пересекают высоты МКС, Tiangong и Starlink.
И таким образом – эти осколки представляют потенциальную опасность – для всех этих объектов.


Апдейт по осколкам Космоса 1408 от SpaceNav:



– дополнительные три дня наблюдений – увеличили число осколков с точно замеренными орбитами в 2.5 раза. Обратите внимание на масштаб вертикалиной оси – его пришлось изрядно расширить. Если на первом графике фрагментов с апогеем выше 1000 км всего семь, то три дня спустя таких фрагментов зафиксировано более сорока. К сожалению, число точек на этих графиках будет увеличиваться и дальше.
Я не стал наносить в деталях оболочки старлинков или высоты орбитальных станций отдельно – в этом масштабе они уже сливаются.
Зато появились новые зелёные горизонтали – для созвездий OneWeb и Iridium.
Да, созвездию OneWeb досталась лишь малая доля осколков от российского «теста». Что отчасти компенсируется их весьма малой заметностью и весьма неполной катологизацией. Так что головной боли хозяевам OneWeb – «испытание» Нудоли – добавило вполне.
И примерно в 4 раза больше головной боли выпало для Iridium.

В целом, эти графики показывают, что пресловутый тест ВКС – он нагадил абсолютно всем пользователям LEO, т.е. – Низкой Околоземной Орбиты.
В этом диапазоне высот – помимо обитаемых станций и созвездий связи – обитают практически все отрасли космоиндустрии: метеоспутники, ДЗЗ всех видов и назначений и так далее.
И все они теперь смотрят на ВКС РФ и Роскосмос – со вполне определённым выражением на лице.


Мы установили, что разрушение Космоса 1408 – нагадило в тарелки – всем пользователям LEO.
Это качественно.
Теперь – количественно.
Четвёртая картинка позволяет примерно оценить количество нагаженного:
график взят из статьи LEOlabs, я только добавил – зелёным цветом – перевод, простенькую арифметику, и сформулировал вывод.


Итак, в количественном аспекте:

В диапазоне высот от 350 до 500 км – в результате разрушение Космоса 1408 – концентрация орбитального мусора возрасла в 2-4 раза.
Или иными словами – этот «тест» Военно-Космических Сил РФ – один, сам по себе – добавил в этот орбитальный регион больше осколков,
чем накопилось там за всю историю космонавтики.

И напоследок – без картинок:
В течение первых лет ситуация для станций будет стабильно – и существенно – УХУДШАТЬСЯ.
Сейчас подавляющее большинство осколков Космоса 1408 имеют перигеи ВЫШЕ орбитальных станций. И таким образом, с орбитами станций не пересекаются. Угрозы от них – пока – нет.
Однако со временем, за счёт трения о термосферу, орбиты осколков будут снижаться, и число осколков – на пересекающихся (со станциями) орбитах – будет расти. Возрастание риска столкновения будет существенным – в разы. Однако пока что нет возможности точнее смоделировать – и время прохождения через максимум риска, и величину этого максимума. Можно только сказать, что это годы.
Затем ситуация с рисками начнёт постепенно улучшаться, и величины риска (для станций) вернутся на прежний уровень через 15-20 лет (с некоторым оптимизмом).

Следует отметить, что положение китайской станции существенно хуже –  просто потому, что у Китая нет ничего и близко напоминающего американскую систему НОРАД.
И дело здесь не только в американских супер-радарах (Китаю тут тоже есть чем похвастаться). Главным образом, дело в глобальной радарной сети – слежение за орбитальным мусором осуществляется радарами по ВСЕЙ планете буквально – от Аляски до Антарктиды, во всех океанах и на всех континентах.
Так что либо Китаю надо создавать свой аналог такой сети (и бегом), либо – потихоньку – мириться со Штатами (хотя бы на этом уровне).




Написана Юлием Кимом для Сводного Хора Министерства Внутренних Дел с солистом И.Кобзоном.


Под рубрикой «СРОЧНО В НОМЕР»

NASA received a debris notification for the space station. Due to the lack of opportunity to properly assess the risk it could pose to the astronauts, teams have decided to delay the Nov. 30 spacewalk until more information is available. https://t.co/HJCXFWBd3Y pic.twitter.com/swj5hqusSo

— International Space Station (@Space_Station) November 30, 2021

Перевод: НАСА получила предупреждение об угрозе космического мусора и отложила выход в открытый космос двух астронавтов, ктороый планировали на 30 ноября.

И ещё новость в формате «СРОЧНО В НОМЕР»
- вдруг - совершенно неожиданно - и совершенно вне всякой связи с настоящей темой ...
...но тем не менее -
«Китай, в прошлом крупнейший импортер российской рыбы, резко сократил закупки»