Ученые выяснили, почему космический мусор падает на Землю

Это важно для прогнозов столкновений спутников и космического мусора: чем точнее специалисты понимают, как меняется орбита обломков, тем лучше можно планировать маневры действующих аппаратов.

Детали

Солнце проходит примерно 11-летний цикл активности. Когда активность растет, увеличивается число солнечных пятен, а вместе с ним усиливаются потоки ультрафиолетового излучения и заряженных частиц. Они нагревают верхние слои атмосферы Земли — термосферу.

Из-за нагрева термосфера расширяется вверх. На орбитальных высотах атмосфера становится плотнее, чем обычно, и начинает сильнее тормозить спутники и обломки. Это сопротивление называют атмосферным drag — оно замедляет объект, из-за чего тот теряет высоту и постепенно приближается к Земле.

В новом исследовании ученые проанализировали движение 17 объектов космического мусора на низкой околоземной орбите. Данные охватывали 36 лет и три солнечных цикла — 22-й, 23-й и 24-й. Объекты находились примерно на высоте 600–800 км и делали оборот вокруг Земли за 90–120 минут.

Космический мусор удобен для таких расчетов, потому что он не выполняет активных маневров, как рабочие спутники. Поэтому изменение его орбиты лучше отражает влияние внешних факторов — прежде всего плотности верхней атмосферы и солнечной активности.

Ученые сопоставили орбиты обломков с числом солнечных пятен и индексом F10.7, который используют как показатель солнечной активности. Выяснилось, что скорость снижения орбиты резко растет, когда активность Солнца приближается примерно к двум третям своего максимума в цикле.

Почему это важно

Низкая околоземная орбита используется спутниками наблюдения, связи и интернет-группировками. Но там же находится большое количество старых аппаратов, частей ракет и других фрагментов. Даже одно столкновение может породить новые обломки и повысить риск для других спутников. Европейское космическое агентство ранее предупреждало, что количество космического мусора может продолжать расти даже без новых запусков, если фрагментация будет создавать больше обломков, чем успевает сходить с орбиты естественным путем.

Новая работа помогает точнее рассчитывать, когда обломки будут быстрее снижаться, а значит — лучше прогнозировать опасные сближения. Это важно и для действующих спутников: во время высокой солнечной активности им может требоваться больше коррекций орбиты и больше топлива.

При этом активное Солнце не «очищает» орбиту мгновенно. Речь идет не о том, что весь мусор сразу падает на Землю, а о том, что сопротивление верхней атмосферы усиливается, и объекты постепенно быстрее теряют высоту.

Бэкграунд

Большая часть космического мусора при входе в атмосферу сгорает. Но крупные фрагменты могут частично достигать поверхности, поэтому вопрос отслеживания падающих объектов становится все актуальнее. Отдельные исследования уже предлагают использовать даже сети сейсмометров, чтобы отслеживать звуковые волны от входящих в атмосферу обломков.

Новое исследование касается более раннего этапа — не момента падения, а долгого снижения орбиты. Оно показывает, что солнечный цикл нужно учитывать при прогнозировании движения космического мусора и планировании спутниковых миссий.

Источник

Исследование Characterizing Solar Cycle Influence on Long-Term Orbital Deterioration of Low-Earth Orbiting Space Debris опубликовано в Frontiers in Astronomy and Space Sciences в 2026 году. Авторы изучили влияние солнечных циклов на снижение орбит 17 объектов космического мусора на низкой околоземной орбите.