Rychlý růst satelitních megakonstelací, jako je Starlink společnosti SpaceX, zásadně proměnil globální komunikaci. Nová studie ale upozorňuje, že může být křehčí, než se dosud předpokládalo, zejména tváří v tvář přírodním jevům, jako jsou sluneční bouře. Podle autorů by takové události mohly vést k řetězci selhání s vážnými důsledky pro oběžnou dráhu Země i celý satelitní ekosystém.
Studii vedla astronomka Sarah Thieleová. V práci s kolegy přirovnává současné megakonstelace na nízké oběžné dráze Země k „domku z karet“, aby vystihla jejich systémovou křehkost. Masivní sítě satelitů určené k poskytování globálního internetového připojení fungují v prostředí s nebývale vysokým rizikem.
Slunce by mohlo ochromit naši komunikaci. Zdroj: Unsplash
Podle analýzy dochází v rámci těchto konstelací k blízkým přiblížením satelitů extrémně často, v souhrnu celé konstelace klidně jednou za 22 sekund. U samotného Starlinku zhruba každých 11 minut.
Nestabilita systému
Taková frekvence výrazně převyšuje běžná očekávání a ukazuje na základní nestabilitu systému. Pro provozovatele to znamená neustálý boj s rizikem kolizí. Každý satelit musí několikrát ročně manévrovat, aby se srážkám vyhnul; satelity Starlinku podle studie provedou v průměru 41 úhybných manévrů ročně, což je při 10 000 satelitech Starlink na oběžné dráze přes 400 tisíc manévrů každý rok. Celá architektura je tak závislá na nepřetržitém, přesném a okamžitém řízení, bez něhož by se rychle rozpadla.
Zásadním a často podceňovaným nebezpečím jsou sluneční bouře. Ty mohou narušit navigační a komunikační systémy satelitů natolik, že ztratí schopnost reagovat a manévrovat. Právě v takové situaci hrozí katastrofa, protože neovladatelné satelity se nedokážou vyhnout srážkám s dalšími objekty na oběžné dráze.
Varovným příkladem byla superbouře Gannon v květnu 2024. Během ní byla více než polovina všech satelitů na nízké oběžné dráze nucena spotřebovat palivo na úhybné manévry kvůli zvýšenému atmosférickému odporu způsobenému ohřátou horní atmosférou. Vyšší spotřeba paliva a nejistota v určování polohy satelitů urychlila jejich degradaci a zvýšila riziko kolizí.
Ještě závažnější scénář ale nastává ve chvíli, kdy sluneční bouře satelit zcela vyřadí z provozu – pak přichází hrozba dominového efektu, který zasáhne celou konstelaci.
Rizika nejsou zanedbatelná
Aby autoři toto riziko kvantifikovali, zavedli nový ukazatel nazvaný „Collision Realization and Significant Harm Clock“, zkráceně CRASH Clock. Tento model popisuje, jak rychle by se mohla plně projevit katastrofa v případě, že by operátoři ztratili možnost satelity řídit a provádět manévry. Podle výpočtů by mohlo ke katastrofické srážce dojít už během 2,8 dne od ztráty kontroly.
CRASH Clock ukazuje, jak rychle se situace může vymknout kontrole. I krátký výpadek řízení v délce pouhých 24 hodin by znamenal zhruba třicetiprocentní pravděpodobnost katastrofické kolize. Ta by mohla odstartovat Kesslerův syndrom – proces, při němž se množství vesmírného odpadu začne exponenciálně zvyšovat a učiní oběžnou dráhu Země na generace nepoužitelnou pro další satelity i kosmické mise.
Autoři připomínají, že sluneční bouře, schopné takového rozsahu škod, nejsou hypotetické. Historickým precedentem je Carringtonova událost z roku 1859, nejsilnější zaznamenaná sluneční bouře. Pokud by k podobnému koronálnímu výronu hmoty došlo dnes, mohlo by podle studie nastat přetížení současné satelitní infrastruktury. Na rozdíl od běžnějších, lokálních poruch by šlo o globální zásah s okamžitými důsledky.
Výzkum naznačuje, že událost typu Carringtonovy bouře by mohla vyřadit satelitní systémy z provozu na dobu delší než tři dny. To by stačilo k rozběhnutí kaskády selhání napříč všemi megakonstelacemi, ochromení globální komunikace a potenciálně i k dlouhodobému, možná několik desetiletí trvajícímu omezení přístupu lidstva do kosmu.
Studie tak staví rychlý rozvoj satelitních sítí do nového světla. Jde o technologický pokrok, který s sebou nese i systémové riziko bez historické obdoby.
Zdroje: Daily Galaxy, ArXiv
