Синдром Кесслера убьёт орбитальные группировки спутников
Теория саморазрушения
Для начала немного статистики. В ближнем космосе сейчас не менее 34 тысяч осколков техногенного происхождения размером от 10 см, более одного миллиона элементов от 1 до 10 см и сразу 120 млн осколков до 1 см. Двигаются эти частицы с гиперзвуковыми скоростями и способны насквозь пробить любую броню, не говоря уже о тонких стенках космических аппаратов. На Земле, как могут, ведут учет космического мусора. Посчитали, что общая масса обломков на орбите составляет 8 тысяч тонн, а 26 тысяч объектов, представляющих наибольшую опасность, внесли в специальные каталоги. И все очень сильно стараются не пересекаться даже с единичными элементами на орбите. Половину каталогизированных объектов составляют целые элементы, отработавшие спутники, оставшиеся на орбите верхние ступени и отходы космических операций. Вторая половина — различного размера фрагменты, возникшие в результате столкновений или взрывов на орбите. Самыми засоренными считаются высоты от 600 до 1200 км и геостационарная орбита в 35 800 км.
О том, что рано или поздно на орбите станет тесно, заговорили еще в прошлом столетии. В 1978 году американские ученые Дональд Кесслер и Бёртон Кур-Пале предложили теорию, по которой
при определённой критической плотности объектов в низкой околоземной орбите (высоты 200–2000 км) любое столкновение начинает генерировать новые обломки, которые, в свою очередь, вызывают новые удары. Процесс становится самоподдерживающимся: производство мусора превышает естественное удаление атмосферным торможением, и орбитальная среда превращается в «космическую свалку», делая низкую околоземную орбиту непригодной для спутников, пилотируемых миссий и даже будущих запусков на десятилетия.
До коллапса пока дело не дошло, но первые звоночки прозвенели в прошлом столетии.
Задокументированное самопроизвольное разрушение объекта на орбите впервые произошло еще в июне 1961 года, когда вторая ступень ракеты-носителя Thor-Ablestar, выведшая аппарат Transit 4A, взорвалась из-за самовоспламенения остатков топлива. Эта проблема приобрела системный характер: так, в период с 1973 по 1981 год было зафиксировано не менее семи аналогичных взрывов вторых ступеней РН Delta.
Помимо химической нестабильности компонентов топлива (таких как аэрозин-50), причинами разрушения становились внешние воздействия и отказы бортовых систем. В ноябре 1986 года на высоте 805 км разрушилась третья ступень РН Ariane, образовав 463 крупных фрагмента; предполагается, что катастрофа была вызвана ударом микрочастицы космического мусора по топливному баку, находившемуся под давлением. Десять лет спустя, в июне 1996 года, взрыв четвертой ступени HAPS американской ракеты Pegasus привел к появлению около 150 обломков на высотах до 1600 км. В том же 1996 году произошло и первое естественное столкновение действующего спутника с орбитальным мусором, за которым последовал аналогичный инцидент в 2002 году.
Современный этап разрушений на орбите характеризуется расширением спектра критических факторов. К традиционным угрозам — топливным взрывам и случайным столкновениям — добавились проблемы энергосистем. Яркими примерами стали инциденты 2015 года, когда из-за взрывов никель-кадмиевых аккумуляторных батарей вышли из строя спутники DMSP-F13 и NOAA-16. Таким образом, эволюция космического мусора прошла путь от единичных аварий носителей до массовой фрагментации аппаратов в результате технических сбоев и преднамеренных или случайных кинетических ударов.
Однако наиболее критический вклад в засорение орбиты внесли преднамеренные действия и случайные столкновения целых объектов. В 2007 году испытание Китаем противоспутникового оружия (уничтожение спутника Fengyun-1C) создало самое крупное облако в истории — более 3500 каталогизированных фрагментов. В 2009 году произошло первое случайное столкновение двух спутников — российского «Космос-2251» и американского Iridium 33, добавившее еще 2300 крупных обломков. Последним масштабным инцидентом стало разрушение спутника «Космос-1408» в 2021 году, породившее свыше 1500 фрагментов, угрожающих безопасности МКС.
Проблема с мусором настолько серьезная, что в научном мире родились космические «часы Судного дня» или CRASH Clock (Collision Realization And Significant Harm Clock) — Индекс вероятности столкновений и критического ущерба. У параметра очень непростая логика расчетов, ясно одно — значение CRASH Clock постоянно уменьшается. Сейчас оно составляет три дня. Что это значит? Если бы завтра все спутники на низкой околоземной орбите внезапно потеряли управление (например, из-за экстремальной солнечной бури или глобального сбоя связи), первое катастрофическое столкновение произошло бы в среднем всего через 72 часа. С вероятностью 50 % сталкиваться между собой спутники начнут уже через сутки. Для сравнения, в 2018 году индекс составлял 164 дня.
Несколько занимательных фактов. Спутники мега-созвездий проходят на расстоянии менее одного км друг от друга в среднем каждые 22 секунды. Современная безопасность орбиты почти полностью держится на непрерывных автономных маневрах уклонения. Без них каскадный эффект (синдром Кесслера) для полностью исправных спутников может начаться в течение считанных суток.
Кто виноват и что делать
В декабре 2025 года в низкой околоземной орбите произошёл инцидент, который стал катализатором крупнейшей за историю Starlink реорганизации. 10 декабря китайский спутник дистанционного зондирования Земли (2025-292A, производство Chang Guang Satellite Technology), запущенный вместе с восемью другими полезными нагрузками ракетой Kinetica-1 с космодрома Цзюцюань, прошёл всего в 200 метрах от спутника Starlink-6079 на высоте около 560 км. SpaceX квалифицировала сближение как «опасно близкое» из-за отсутствия обмена эфемеридами и координации со стороны китайских операторов. При этом именно спутниковая группировка Starlink в прямом смысла забила высоты от 340 до 600 км. Самый населенный эшелон — 540–570 км — и его уже можно называть эшелоном Илона Маска. Если посмотреть на динамику индекса CRASH Clock, то с 2018 по 2023 годы он сократился со 164 до 11 дней именно за счет вывода десяти тысяч спутников связи Starlink. Поэтому ничего удивительного в сближении китайского аппарата дистанционного зондирования со спутником Илона Маска нет.
Американцев можно понять — столь низкие орбиты позволяют передавать и принимать сигнал быстрее и с меньшими затратами энергии. Но для покрытия всей поверхности Земли на таких высотах требуется просто гигантское количество спутников. Иронично, но пусть берут пример с российской группировки «Рассвет» — первые 16 аппаратов выведены на 800-километровую орбиту в конце марта. Орбита повыше, сигнал идет с небольшой задержкой, но и спутников для уверенной работы по всему миру потребуется всего три-четыре сотни.
В SpaceX не унимаются. 1 января 2026 года вице-президент аэрокосмической компании по инженерии Starlink Майкл Николлс объявил: в течение года компания опустит примерно 4400 спутников (почти половину из 10 тысяч действующих) с 550 км на 480 км. Цель — «повышение безопасности космоса». При этом только за июнь-ноябрь 2025 года спутники Starlink выполнили 148 696 манёвров уклонения, значительная часть — от китайских аппаратов и обломков. В настоящее время нет единой системы обмена данными между США, Россией и Китаем относительно траекторий спутниковых группировок. Поэтому вероятность превращения гипотезы Кесслера из теоретической в практическую становится все более осязаемой.
Вроде бы американцы поступили ответственно, когда понизили орбиту новых спутников на 70 км. С другой стороны, они сами же и заполонили уровни выше, приступив к оккупации нижестоящих орбит. И это не предел — в будущем контора Маска собирается увеличить число спутников до 30 тысяч. На очереди сразу несколько аналогичных проектов от OneWeb, Amazon, Telesat и GW, каждый из которых добавит на орбитах несколько тысяч новых аппаратов. А ведь еще есть метеороиды, то есть твердые космические тела, по размеру меньше астероидов. Уже сейчас существует 50-процентная вероятность столкновения группировки Starlink с 15 метеороидами в год. Это серьезный риск, грозящий неконтролируемой и очень быстрой гибелью спутниковой группировки на орбите.
Envisat-1
Не Starlink единственный создает угрозы в космосе. В научной среде сетуют на аппарат Envisat, запущенный в 2002 году и вышедший на покой 10 лет спустя. Это весомая игрушка — масса спутника более 8 тонн. Высота орбиты — 800 км, наклонение 98,6°. Продолжительность баллистического существования спутника на этой орбите составит 150 лет. Сколько раз за 150 лет в него прилетит что-то или он сам снесет кого-то на своем пути? Вопрос риторический.
Что делать? Пока вообще нет реальных вариантов решения ситуации. Все известные из области научной фантастики. Например, запускать на орбиту роботов для очистки пространства — сетями, гарпунами, тросами, лазерами или просто манипуляторами. Еще можно притормозить прогресс и перестать массово загрязнять ближний космос аппаратами спутниковой связи. Сейчас для этого делается чуть больше, чем ничего.
Наступление синдрома Кесслера сделает невозможными космические запуски на десятилетия, что потребует радикальной «перезагрузки» околоземного пространства. Одной из ключевых стратегий очистки низких орбит от мелкоразмерного мусора в таких условиях может стать проект «Вольфрамовый плуг». Суть метода заключается в использовании облаков вольфрамовой пыли, которые, создавая искусственное сопротивление, заставят микрофрагменты мусора терять скорость и сгорать в атмосфере. И наступит счастливое космическое будущее, очень напоминающее мир до 4 октября 1957 года.
Информация