Starlink и Пентагон
С момента объявления Илоном Маском о проекте Starlink с 4425 спутниками существуют конспирологические утверждения, что данный проект финансируется Пентагоном. Однако среди официальных контрактов от Пентагона имеется только один – на $28 млн от Управления перспективных технологий (DAPRA), если, конечно, не предположить существование подземного туннеля от Форт-Ворс, где в США печатают доллары, до космодрома SpaceX в Бока-Чике в том же Техасе.
При этом, несомненно, SpaceX прилагает массу усилий в попытке продать сервис Starlink и его услуги военным. Так, в 2019 году организовано тестирование спутникового канала между наземным терминалом и авиационным терминалом на борту самолета С-12 через первые спутники Starlink типа Tintin, которое показало скорость 610 Мбит/с. В сентябре 2020 года состоялись новые тесты в рамках той же программы Global Lightning program, уже с нынешним поколением спутников Starlink и самолетами С-17 и КС-135 во время армейских учений.
Военные использовали спутники Starlink для тестирования своей перспективной Advanced Battle Management System, которая свяжет воздушные, морские, наземные и космические средства Пентагона. По словам главы отдела закупок ВВС Уильяма Ропера, в ходе военных учений ВВС в начале этого месяца Starlink подключился к "множеству воздушных и наземных средств", включая Boeing KC-135 Stratotanker. Военно-воздушные силы были впечатлены тем, как спутники SpaceX Starlink показали себя во время этих учений с боевыми стрельбами. "То, что я видел от Starlink, было впечатляющим и положительным", - сказал Уильям Ропер во время круглого стола в среду. "Это искусно спроектированные спутники, грамотно развернутые на орбите. Итак, есть чему поучиться из того, как они спроектированы, и я думаю, что мы можем многому у них научиться". "Военные должны быть готовы играть стратегическую роль, потому что нам нужны средства связи во многих частях мира, где нет коммерческих провайдеров", - сказал Ропер. "Мы можем быть надежным покупателем для таких компаний, как SpaceX и другие, которые хотят продавать услуги связи по всему миру. SpaceX могут не думать о клиентах за океаном, но у нас там есть наш флот. SpaceX могут не думать о заказчиках в Арктике, но наши самолеты там есть".
Министерство обороны США планирует еще больше полагаться на спутники в рамках своей новой военной доктрины All Domain Operations. Стратегия потребует, чтобы воздушные, наземные, морские, космические и киберпространственные активы были напрямую связаны друг с другом. Они будут передавать данные и информацию между собой и, возможно, даже активировать оружие друг друга. Ключевым фактором будет такая группировка спутников, как SpaceX Starlink, которая достаточно велика, чтобы противостоять атакам и продолжать работу.
В информационном бюллетене исследовательской лаборатории ВВС (Air Force Research Lab (AFRL) в сентябре 2020 года опубликована заметка со словами: "Global Lightning Testing SpaceX Starlink: команда Global Lightning AFRL начала тестирование пользовательских терминалов на военной базе Lewis McChord с партнерами из USMC по анализу их возможностей и выявлению проблем перед более обширной тестовой кампанией, запланированной на сентябрь. Пока что терминалы и сервис работают так, как ожидалось, и наши партнеры по испытаниям сейчас переходят от базового ознакомления к соответствующим вариантам использования, включая настройку существующего оборудования COMSEC для использования Starlink в смоделированных тактических сценариях".
Самым большим успехом SpaceX на военном направлении является подписание в середине 2020 года соглашения о бесплатном тестировании и изучении военными данной сети и ее услуг в течение трех лет. Отметим также, что в настоящее время Пентагон объявил конкурс на разработку проекта собственной низкоорбитальной сети (аналогичной, по сути, Starlink) с названием STL (Space Transport Layer). Анализ открытых данных по ТЗ к этому проекту показывает, что на данный момент Starlink имеет два существенных недостатка с точки зрения военных – отсутствие покрытия в Арктике и необходимость наличия наземных гейтвеев.
Также надо отметить, что приписываемые иногда в интернете сети Starlink способности выступать в роли космической сети РЛС (радиолокационных станций) не выдерживают самой элементарной критики. РЛС обнаружения целей работают на более низких частотах L- и S-диапазонов (то есть 1-2 ГГц), а не в Кu- и Ка-диапазонах Starlink (11-30 ГГц). Более того, основным фактором, ограничивающим технические характеристики локаторов, является малая мощность принимаемого сигнала. При этом мощность принимаемого сигнала убывает как четвертая степень дальности (то есть, чтобы увеличить дальность действия локатора в 10 раз, нужно увеличить мощность передатчика в 10 тысяч раз). Учитывая, что радиус действия транспортируемых радиолокаторов (самолетных), как правило, до 200 км, при максимальной разрешающей способности 10 м, то для РЛС на орбите Земли высотой 550 км потребуются крайне высокие мощности, недостижимые для спутника весом менее 250 кг.
Starlink и астрономы
Начиная с первого "поезда Илона Маска" – цепочки из 60 спутников, которые были очень хорошо видны на фоне звездного неба из-за "солнечного зайчика", начались трения SpaceX с астрономами, доходящие иногда до весьма высокого градуса.
Прежде всего причину, почему видны спутники Starlink, показывает этот рисунок:
Причина видимости спутников Starlink с Земли
Солнечные лучи отражаются от поверхности плоских фазированных антенн. Хотя все происходит в относительно небольшой промежуток времени после заката, это не сильно успокоило астрономов.
За прошедший с первого пуска 60 спутников Starlink год SpaceX предприняла титанические усилия, чтобы решить эту проблему. Сначала она применила специальное покрытие для плоских антенн с фазированными решетками, получившей кодовое имя DarkSat:
Специальное покрытие для плоских антенн с фазированными решетками DarkSat
А потом придумала специальный козырек, защищающий антенны от солнечных лучей (VisorSat):
Козырек VisorSat, защищающий антенны Starlink от солнечных лучей
И вот, похоже, инженеры SpaceX смогли решить эту проблему. 6 августа 2020 года на сайте наблюдателей за объектами в космосе появилась такая запись: The Starlink satellite 'Visorsat' (spacetrack #45713) was not seen on 2020 August 6 at 01:21:00 UTC. A star of magnitude 6.7 was clearly observed in the field of view so the limiting magnitude was around 7. The observationwas made with 15 x 50 binoculars under slightly hazy skies The satellite altitude was 482 km and its range was 502 km. regular Starlink satellite at that distance would be approximately magnitude 4.4. So, confirmation of this preliminary result would imply that Visorsat is, at most, only about 10% as bright as a regular Starlink satellite.
Для SpaceX это сильно облегчит задачу общественного признания и консенсуса относительно проекта Starlink в научной среде.
Starlink и проблемы космического мусора
Проблемы космического мусора интенсивно обсуждались после двух инцидентов в космосе, породивших огромное количество обломков.
Объекты более 10 см в диаметре на земной орбите
11 января 2007 года Китай провел успешное испытание противоспутникового оружия: метеоспутник FY-1C серии Fengyun, находящийся на полярной орбите высотой 865 км, был поражен прямым попаданием противоспутниковой ракеты. Ракета перехватила спутник на встречном курсе. В результате разрушения спутника и перехватчика образовалось облако обломков: системы наземного слежения зарегистрировали как минимум 2317 фрагментов космического мусора размером несколько сантиметров и более.
Первый известный случай столкновения в космосе произошел 10 февраля 2009 года: столкновение двух искусственных спутников – советского "Космоса 2251" с американским Iridium-33 на высоте 788,6 км. Скорости обоих спутников были приблизительно равны и составляли около 7470 м/с, относительная скорость была равна 11,7 км/с. Масса аппарата Iridium составляла 600 кг, а российского "Космос-2251" – 900 кг. В результате их столкновения образовалось около 600 обломков.
Эти два события, произошедшие очень близко по времени, переключили внимание экспертов на предотвращение именно столкновения спутников или их взрывов (особенно проблематичны в этом отношении вторые ступени ракет и разгонные блоки). Объявленные компанией OneWeb планы на сеть 900 спутников не привлекли особого внимания, так же как и заявка канадской компании Telesat на сеть из 300 спутников, но вот заявки SpaceX сначала на сеть в 4425 космических аппаратов, а потом – с небольшим промежутком – и на 7000 изменили ситуацию коренным образом. FCC начала глубокий анализ предложенной группировки SpaceX в данном направлении.
Одним из результатов этой работы, вероятно, стало решение SpaceX уменьшить высоту орбиты своих спутников с 1100 км до 550 км, что гарантировало сход спутника с орбиты и его сгорание в атмосфере в течение пяти лет даже в том случае, если спутник будет полностью неуправляем. Например, время жизни спутника Starlink на орбите с наклонением 53°, в зависимости от ее высоты, по расчетам инженеров SpaceX, составляло:
Наклонение орбиты в 53°
Кроме того, SpaceX проводила специальные расчеты для отдельных элементов своего спутника на предмет того, какие из них могут достигнуть поверхности Земли и какую "ударную" энергию они будут иметь.
Наклонение орбиты в 53°
После чего, начиная со второй партии в 60 космических аппаратов (версия Starlink 1.0) SpaceX изменила конструкцию своих спутников таким образом, чтобы не осталось элементов, которые могут не полностью сгореть в атмосфере и достигнуть поверхности Земли, имея силу удара, достаточную для нанесения человеку травм.
Кроме того, SpaceX разработала специальную программу по мониторингу своих спутников и их сближению с другими космическими аппаратами или их обломками и сообщает о постоянном контроле за такими событиями.
