• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Cirka 3 % av Starlink-satelliterna har misslyckats hittills

    Kredit:SpaceX

    SpaceX har fått massor av beröm och kritik med skapandet av Starlink, en konstellation som en dag kommer att ge bredbandsuppkoppling till hela världen. Hittills, företaget har skjutit upp över 800 satelliter och (från och med denna sommar) producerar dem med en hastighet av cirka 120 i månaden. Det finns till och med planer på att ha en konstellation med 42, 000 satelliter i omloppsbana innan decenniet är ute.

    Dock, det har varit några problem längs vägen, också. Bortsett från de vanliga farhågorna om ljusföroreningar och radiofrekvensstörningar (RFI), det finns också graden av misslyckande dessa satelliter har upplevt. Specifikt, cirka 3 % av dess satelliter har visat sig inte reagera och manövrerar inte längre i omloppsbana, som kan visa sig vara farligt för andra satelliter och rymdfarkoster i omloppsbana.

    För att förhindra kollisioner i omloppsbana, SpaceX utrustar sina satelliter med krypton Hall-effekt thrusters (jonmotorer) för att höja deras omloppsbana, manövrera i rymden och omlopp i slutet av sina liv. Dock, enligt två nya meddelanden som SpaceX utfärdade till Federal Communications Commission (FCC) under sommaren (mitten av maj och slutet av juni), flera av deras satelliter har förlorat manövreringsförmåga sedan de sattes in.

    Tyvärr, företaget lämnade inte tillräckligt med information för att indikera vilka av deras satelliter som påverkades. Av denna anledning, Astrofysikern Jonathan McDowell från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) och Chandra X-ray Center presenterade sin egen analys av satelliternas orbitala beteende för att antyda vilka satelliter som har misslyckats.

    Analysen publicerades på McDowells webbplats (Jonathan's Space Report), där han kombinerade SpaceX:s egna data med amerikanska regeringskällor. Från detta, han fastställde att cirka 3 % av satelliterna i konstellationen har misslyckats eftersom de inte längre svarar på kommandon. Naturligtvis, någon nivå av utslitning är oundviklig, och 3 % är relativt lågt när misslyckanden går.

    Men varje satellit som är oförmögen att manövrera på grund av problem med dess kommunikation eller dess framdrivningssystem skapar en kollisionsrisk för andra satelliter och rymdfarkoster. Som McDowell berättade Business Insider :

    Konstnärens intryck av problemet med orbitalskräp. Kredit:UC3M

    "Jag skulle säga att deras felfrekvens inte är extremt. Det är inte värre än någon annans felfrekvens. Oron är att även en normal felfrekvens i en så enorm konstellation kommer att sluta med mycket dåligt rymdskräp."

    Kesslers syndrom

    Uppkallad efter NASA-forskarna Donald J. Kessler, som först föreslog det 1978, Kesslers syndrom hänvisar till hotet från kollisioner i omloppsbana. Dessa leder till katastrofala uppbrott som skapar mer skräp som kommer att leda till ytterligare kollisioner och uppbrott, och så vidare. När man tar hänsyn till antalet misslyckanden och SpaceX:s långsiktiga planer för en "megakonstellation, "Detta syndrom väcker naturligtvis sitt fula huvud.

    Inte så länge sedan, SpaceX fick tillstånd från Federal Communications Commission (FCC) att distribuera cirka 12, 000 Starlink-satelliter till banor som sträcker sig från 328 km till 580 km (200 till 360 mi). Dock, nyare anmälningar till International Telecommunications Union (ITU) visar att företaget hoppas kunna skapa en megakonstellation med så många som 42, 000 satelliter.

    I detta fall, en felfrekvens på 3 % går ut till 360 och 1, 260 (respektive) 250 kg (550 lbs) satelliter försvinner med tiden. Från och med februari 2020, enligt ESA:s Space Debris Office (SDO), det finns för närvarande 5, 500 satelliter i omloppsbana om jorden – cirka 2, 300 av dem är fortfarande i drift. Det betyder (med naken matematik) att en full Starlink-megakonstellation skulle öka antalet icke-fungerande satelliter i omloppsbana med 11 % till 40 %.

    Problemet med skräp och kollisioner ser ännu mer hotfullt ut när man tänker på mängden skräp i omloppsbana. Förutom icke-fungerande satelliter, SDO uppskattar också att det för närvarande finns 34, 000 objekt i omloppsbana som mäter mer än 10 cm (~4 tum) i diameter, 900, 000 föremål mellan 1 cm till 10 cm (0,4 till 4 tum), och 128 miljoner föremål mellan 1 mm till 1 cm.

    Begränsningsstrategier

    Illustration av Starlink-banor och deras reflekterande egenskaper. Kredit:SpaceX

    Naturligtvis, SpaceX har framhållit att risken för kollision är mycket liten. I sina anmälningar till FCC i april 2017, SpaceX tog itu med möjligheten av kollisionsrisker genom att anta antalet "satellitfel som resulterar i oförmågan att utföra kollisionsundvikande procedurer på 10, 5 och 1 procent." Som svar, företaget angav att även en risk på 1 % var osannolik, med tanke på följande specifikationer och riktlinjer:

    • Design av Starlink-konstellationen för att överträffa NASA:s riktlinjer för minskning av skräp och ett "aggressivt övervakningsprogram" för att upptäcka potentiella problem och förvandla satelliter som påverkas.
    • Ett inkrementellt utbyggnadsschema över en lång tidsperiod (som de utför genom att distribuera en sats av 60 satelliter per uppskjutning).
    • En iterativ designprocess som utnyttjar ny teknik och uppgraderingar, undvika att skjuta upp fler satelliter som identifierats som problematiska, och ta sig ur kretsen av de som identifierats som en risk.

    Sista, men inte minst, SpaceX betonade att de genomför simuleringar, vilket den bekräftar med information från USAF:s Joint Space Operations Center (JSpOC) och NASAs orbital Debris Engineering Model. Från detta, de hävdade att baserat på en satellitfelfrekvens på 1 % och inga korrigerande manövrar, det fanns "ungefär 1 % chans per decennium att en misslyckad SpaceX-satellit skulle kollidera med en bit spårad skräp."

    Det finns också det troliga scenariot där Starlink-satelliter naturligt vänder sig om deras framdrivningssystem misslyckas och de inte kan höja sin omloppsbana eller tillämpa korrigerande dragkraft. Men även med deras lägre banor, jämfört med andra telekommunikationssatelliter, denna process kommer fortfarande att ta ett till fem år. Vid slutet av dagen, det finns inga garantier, bara vaksamhet och beredskap.

    Sålänge, Musk meddelade tidigare denna månad att med den senaste satsen av deras satelliter som släpptes i omloppsbana, Starlink planerar att lansera ett betatest av sin internettjänst. "När dessa satelliter når sin målposition, vi kommer att kunna rulla ut en ganska bred offentlig betaversion i norra USA och förhoppningsvis södra Kanada. Andra länder att följa så snart vi får regulatoriskt godkännande, " twittrade han.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com