Учені з'ясували, чому космічне сміття падає на Землю

Це важливо для прогнозів зіткнень супутників і космічного сміття: що точніше фахівці розуміють, як змінюється орбіта уламків, то краще можна планувати маневри апаратів, що діють.

Деталі

Сонце проходить приблизно 11-річний цикл активності. Коли активність зростає, збільшується кількість сонячних плям, а разом з ним посилюються потоки ультрафіолетового випромінювання і заряджених частинок. Вони нагрівають верхні шари атмосфери Землі - термосферу.

Через нагрівання термосфера розширюється вгору. На орбітальних висотах атмосфера стає щільнішою, ніж зазвичай, і починає сильніше гальмувати супутники та уламки. Цей опір називають атмосферним drag - він уповільнює об'єкт, через що той втрачає висоту і поступово наближається до Землі.

У новому дослідженні вчені проаналізували рух 17 об'єктів космічного сміття на низькій навколоземній орбіті. Дані охоплювали 36 років і три сонячні цикли - 22-й, 23-й і 24-й. Об'єкти перебували приблизно на висоті 600-800 км і робили оберт навколо Землі за 90-120 хвилин.

Космічне сміття зручне для таких розрахунків, тому що воно не виконує активних маневрів, як робочі супутники. Тому зміна його орбіти краще відображає вплив зовнішніх чинників - передусім щільності верхньої атмосфери та сонячної активності.

Учені зіставили орбіти уламків із числом сонячних плям та індексом F10.7, який використовують як показник сонячної активності. З'ясувалося, що швидкість зниження орбіти різко зростає, коли активність Сонця наближається приблизно до двох третин свого максимуму в циклі.

Чому це важливо

Низька навколоземна орбіта використовується супутниками спостереження, зв'язку та інтернет-угрупованнями. Але там же знаходиться велика кількість старих апаратів, частин ракет та інших фрагментів. Навіть одне зіткнення може породити нові уламки і підвищити ризик для інших супутників. Європейське космічне агентство раніше попереджало, що кількість космічного сміття може продовжувати зростати навіть без нових запусків, якщо фрагментація створюватиме більше уламків, ніж встигає сходити з орбіти природним шляхом.

Нова робота допомагає точніше розраховувати, коли уламки будуть швидше знижуватися, а отже - краще прогнозувати небезпечні зближення. Це важливо і для діючих супутників: під час високої сонячної активності їм може знадобитися більше корекцій орбіти і більше палива.

При цьому активне Сонце не "очищає" орбіту миттєво. Йдеться не про те, що все сміття одразу падає на Землю, а про те, що опір верхньої атмосфери посилюється, і об'єкти поступово швидше втрачають висоту.

Бекграунд

Більша частина космічного сміття при вході в атмосферу згорає. Але великі фрагменти можуть частково досягати поверхні, тому питання відстеження об'єктів, що падають, стає дедалі актуальнішим. Окремі дослідження вже пропонують використовувати навіть мережі сейсмометрів, щоб відстежувати звукові хвилі від уламків, що входять в атмосферу.

Нове дослідження стосується більш раннього етапу - не моменту падіння, а довгого зниження орбіти. Воно показує, що сонячний цикл потрібно враховувати при прогнозуванні руху космічного сміття і плануванні супутникових місій.

Джерело

Дослідження Characterizing Solar Cycle Influence on Long-Term Orbital Deterioration of Low-Earth Orbiting Space Debris опубліковано у Frontiers in Astronomy and Space Sciences 2026 року. Автори вивчили вплив сонячних циклів на зниження орбіт 17 об'єктів космічного сміття на низькій навколоземній орбіті.