Растущий хаос в космосе: исследователи моделируют орбиты наибольшего скопления объектов между Землёй и Луной

В современном космосе наблюдается заметное увеличение числа объектов, вращающихся вокруг Земли. В настоящее время более 45 000 человеческих произведений находятся на орбите нашей планеты. Этот показатель включает как функциональные спутники, обеспечивающие работоспособность интернета и GPS, так и значительное количество космического мусора, оставшегося от предыдущих экспедиций человечества. В условиях этого растущего внимания к проблеме столкновений, важно разработать методы предотвращения катастроф.

Согласно информации от Лоуренс Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) в Калифорнии, учёные создали новый способ моделирования орбит в межлуной зоне — области между Землёй и Луной. В ходе исследования специалисты смоделировали, как могли бы выглядеть один миллион орбит за шесть лет, используя открытые базы данных и мощные вычислительные ресурсы суперкомпьютеров лаборатории.

«Моделируя миллионы орбит, мы получаем богатый анализ с применением технологий машинного обучения», — отметил учёный LLNL Дenvьер Хиггинс. «Мы можем предсказывать жизненный цикл орбиты, ее стабильность и выявлять аномальные движения».

Исследование показало, что около половины смоделированных орбит оставались стабильными как минимум в течение одного года, в то время как менее 10% смогли сохранить свою стабильность в течение всего шести лет симуляции.

«Если вам нужно знать, где будет спутник через неделю, нет уравнения, которое может точно указать его местоположение,» — утверждает Трэвис Йегер, ещё один учёный LLNL. «Необходимо осторожно продвигаться вперёд, шаг за шагом».

Объем вычислительных ресурсов, необходимых для отслеживания миллиона орбит в течение шести лет, оказывается весьма значительным. Лаборатория сообщила о затратах в 1.6 миллиона CPU-часов, что требует более 182 лет вычислений на одном компьютере. Однако с использованием суперкомпьютеров Quartz и Ruby им удалось завершить симуляции всего за три дня.

Эта работа, по мнению специалистов LLNL, может оказаться полезной в будущем для определения «перекрестков» для спутников, в условиях продолжающегося роста числа запусков без глобальной координации. Обостряющаяся проблема космического мусора и увеличивающаяся плотность объектов на орбите ставят перед учеными и космическими агентствами новые вызовы.

Согласно данным исследования, опубликованным в журнале *Space Policy*, в 2022 году было запущено рекордное количество спутников, что ознаменовало собой новый этап в освоении космоса. Учитывая, что каждая новая миссия несёт риск столкновений и образования космического мусора, внедрение новых методов моделирования и прогнозирования орбит становится необходимым.

Согласование действий стран в области запуска спутников и более эффективное использование имеющихся технологий представляют собой отправную точку для обеспечения безопасности и дальнейшего устойчивого использования космоса. Без этого человечество может столкнуться с серьёзными последствиями в будущем, когда количество объектов на орбитах продолжит расти.

Обеспечение безопасности в космосе — это не только техническая задача, но и многоуровневая проблема управления, требующая сотрудничества множества стран и организаций. На фоне текущих вызовов эксперты подчеркивают важность создания международных соглашений для обеспечения безопасного и ответственного использования космического пространства.