Znázornění potenciální srážky družic ESA a SpaceX (Zdroj: ESA)

Nejspíš jste během posledních dnů zaznamenali zprávy o tom, že evropský vědecký satelit Aeolus provedl úhybný manévr, aby zabránil potenciální srážce s jednou z družic konstelace Starlink společnosti SpaceX. Bohužel kolem celé „kauzy“ bylo obzvlášť na začátku hodně nejasností, což vedlo k mylným nebo zavádějícím zprávám. O celé věci už bylo napsáno mnoho (například na Kosmonautix.cz), avšak na povrch stále vyplouvají nové informace, a tak jsem se rozhodl vše ještě jednou shrnout ve snaze uvést věci na pravou míru a rovnou přidat i pár nových poznatků.

Starlink je chystaná satelitní megakonstelace společnosti SpaceX, kterou bude tvořit až 12 000 malých satelitů poskytujících připojení k rychlému internetu v podstatě kdekoli na zemském povrchu. Projekt byl oznámen v roce 2015, první dva testovací satelity byly vyneseny o 3 roky později a v květnu 2019 bylo vypuštěno rovnou 60 družic najednou. Z povolenek úřadu FCC vyplývá, že SpaceX chce do konce roku provést až 4 starty Falconu 9 se satelity pro síť Starlink. Od října by tak měly další várky tuctů družic startovat každé 2–4 týdny.

Celý projekt Starlink je kontroverzní, a to ze dvou hlavních důvodů. Jedním z nich jsou obavy astronomů a astrofotografů, že tisícovky družic na oběžné dráze budou mít neblahý vliv na astronomický výzkum a zkomplikují pořizování fotografií noční oblohy. Tyto obavy vyvolala výrazná viditelnost shluku první šedesátky družic na noční obloze po jejich květnovém vypuštění. Jedná se však jen o dočasný úkaz, jelikož satelity se po pár dnech rozprostřou a začnou navyšovat svou orbitu, což vede ke snížení jejich zdánlivé magnitudy čili jasnosti na obloze. Astronom Jonathan McDowell přes léto provedl průzkum magnitudy družic Starlinku a došel k závěru, že magnituda se pohybuje průměrně na hodnotách 4 až 7 (čím vyšší hodnota, tím nižší jasnost, přičemž pouhým okem lze obvykle spatřit až 6. magnitudu).

Druhou obavou, kterou Starlink a další plánované megakonstelace vyvolávají, je obrovské množství satelitů, které je má tvořit. Na oběžné dráze jsou momentálně jen asi 2 tisíce funkčních družic, takže je jasné, že 12 tisíc satelitů Starlinku znamená znásobení celkového počtu družic kolem Země. To vede k obavám ohledně vytváření vesmírného smetí a výrazného zvýšení pravděpodobnosti potenciální srážky družic na oběžné dráze s ostatními družicemi nebo poletujícím vesmírným odpadem. Ten kromě vysloužilých či nefunkčních družic tvoří také vyhořelé raketové stupně nebo všelijaké úlomky a trosky vesmírné techniky. Srážky pak mohou v nejhorším případě vést k tzv. Kesslerovu syndromu, kdy jedna srážka vytvoří trosky, které tak zvýší riziko dalších srážek, a ty posléze vytvoří další trosky a tak dále, až v podstatě nebude možné na orbitě bezpečně provozovat žádné satelity.

Tím se dostáváme k aktuální kauze, kterou vyvolala Evropská kosmická agentura (ESA). Agentura v dlouhé sérii tweetů oznámila, že její vědecký satelit Aeolus 2. září zažehl trysky a provedl úhybný manévr, aby zabránil potenciální srážce se satelitem z konstelace Starlink. ESA uvedla, že takovéto úhyby jsou relativně běžné – v roce 2018 prý agentura provedla 28 úhybných manévrů napříč všemi svými družicemi, avšak obvykle je příčinou nutnost vyhnout se vesmírnému smetí. Oproti tomu situace z 2. září pro ESA představovala vůbec první případ, kdy se její satelit vyhýbal jiné funkční družici. Následně ESA poukázala na to, že tyto situace budou stále častější, primárně kvůli chystaným megakonstelacím. A jelikož manuální analýza orbit a jejich následná úprava je nepraktická a zdlouhavá, v budoucnu bude „nemožná“. ESA tedy zároveň v tweetech zmínila, že bude potřeba zavést jasné standardy ohledně orbitální bezpečnosti a úhybné manévry zcela automatizovat.

Evropská vědecká družice Aeolus pomocí lidaru měří profily světových větrů (Zdroj: ESA)

Jenže následně se objevily tweety od novináře Jonathana O’Callaghana, který se odkazoval na svůj zdroj uvnitř ESA a tvrdil, že „ESA je ze SpaceX otrávená“ a že „SpaceX skoro vůbec nekomunikovalo, i když se je ESA opakovaně pokoušela kontaktovat“. O’Callaghan následně informace sepsal do článku pro Forbes s titulkem „SpaceX odmítlo uhnout se svým satelitem Starlinku, který představoval riziko pro evropskou družici“. V článku je uvedeno, že družice SpaceX obíhala ve výšce 320 km nad zemí a byla identifikována jako Starlink 44 (nebo také Starlink AV), takže šlo o jednu z 60 družic vynesených v rámci květnové mise Starlink-1. Článek dále obsahuje citace od Holgera Kraga, šéfa kanceláře pro vesmírné smetí v ESA. Podle Kraga bylo riziko srážky těchto dvou satelitů 1:1000, což je desetkrát vyšší šance než tradiční hranice, při které se standardně provádí úhybný manévr. ESA prý o potenciální srážce kontaktovala společnost SpaceX, která ale podle článku „odmítla se svým satelitem uhnout“ a následně nereagovala na další korespondenci.

Na základě této reportáže to tedy působilo tak, že SpaceX ignorovalo varování ohledně potenciální srážky a odmítlo situaci jakkoli řešit. Postupně však vypluly na povrch další informace, které ukázaly, že realita byla poněkud jiná, než jak ji popsal Forbes (což je mimochodem magazín, který je tradičně negativní vůči firmám Elona Muska). Není jasné, jestli autor článku informace záměrně podal tak, aby vykreslil SpaceX v co nejvíce negativním světle, nebo prostě jen došlo k nedorozumění či špatnému výkladu tvrzení od Kraga z ESA, nicméně informací z článku se chytla další média, která je šířila dále. Celá situace však ve skutečnosti nejspíš proběhla nějak takhle:

1. Americké letectvo spravuje databázi objektů na orbitě a sleduje jejich pohyb. Z těchto dat vyplynulo, že 2. září hrozí potenciální srážka satelitu Starlinku s družicí Aeolus.
2. ESA tedy 28. srpna kontaktovala SpaceX ohledně celé situace a tým pro Starlink odpověděl, že „momentálně neplánují úhybný manévr“. V té době totiž byla odhadovaná pravděpodobnost srážky jen 1:50 000, přičemž tradiční hranice, kdy se začne zvažovat provedení úhybného manévru, je 5krát vyšší (1:10 000).
3. V následujících dnech ESA dělala podrobnější analýzu dat a už 29. srpna došla k tomu, že pravděpodobnost srážky je výrazně vyšší, než se původně myslelo, a byl překročen onen pomyslný limit.
4. Letectvo uvádí, že v průběhu týdne před potenciální srážkou zaslalo do ESA a SpaceX přibližně 30 notifikací s informacemi o aktuálních výpočtech pravděpodobnosti srážky. SpaceX však v tiskovém prohlášení uvedlo, že tým Starlinku kvůli softwarové chybě v jejich informačním systému neobdržel informace o zvyšující se pravděpodobnosti srážky, jinak by prý s ESA spolupracovali.
5. Aktualizované výpočty pak ukazovaly, že pravděpodobnost srážky se zvýšila až na 1:1000. ESA tedy 2. září provedla předem připravený úhybný manévr, po kterém se Aeolus jen půl oběhu před potenciální srážkou přesunul o 300 metrů výše a družici Starlinku tak vlastně zvrchu přeletěl.

Je důležité zmínit, že ESA ani Holger Krag nikde SpaceX neobviňují, ani společnosti nic nevyčítají. Informace o nespokojenosti ESA je zmíněna jen v původním tweetu Jonathana O’Callaghana, avšak ani výsledný článek na Forbesu nic takového nezmiňuje. Holger Krag je naopak v tom samém článku citován: „Nikdo neudělal nic špatně. Nejsme naštvaní, že SpaceX neuhlo.“ Stejně tak souhrnný článek ESA není nijak kritický vůči SpaceX a dokonce ani neuvádí, že by ESA poslala SpaceX víc než jednu zprávu. ESA podle Kraga potřebovala vědět hlavně to, jestli SpaceX svým satelitem bude hýbat, nebo ne, což se dozvěděla z prvního emailu od SpaceX. Na jeho základě se pak agentura rozhodla, že ona provede úhybný manévr se svou družicí.

Mimochodem, jelikož se Starlink 44 nacházel jen ve výšce 320 kilometrů, je to jeden z desítky satelitů, které z různých důvodů zatím nevystoupaly na cílovou orbitu ve výšce 550 km. Pět z nich se zdá být funkčních, ale zatím čekají ve výšce 450 km, další dva jsou také funkční, ale bude s nimi záměrně proveden test aktivní deorbitace, a další tři satelity jsou nefunkční, takže u nich dojde k postupné pasivní deorbitaci. Nejdříve tedy nebylo jasné, jestli v tomto případě nejde o nefunkční družici, se kterou SpaceX nemůže uhnout, i kdyby chtělo. Analýza orbit od Jonathan McDowella však ukázala, že Starlink 44 nejspíš je jedním ze satelitů, u kterých probíhá aktivní deorbitace, neboť v minulosti vystoupal do výšky 480 km a poté začal rychle klesat. SpaceX to navíc později potvrdila v prohlášení, podle kterého je satelit funkční.

No change in Starlink satellite orbital heights for last week or so. Object AV [44] still in low 312 x 348 km orbit (and reported by Jay Respler to be 2nd magnitude) pic.twitter.com/kuh4TQ8Eop

— Jonathan McDowell (@planet4589) August 17, 2019

Firma ve stejném prohlášení také pro zajímavost uvedla, že satelity Starlinku od květnového vypuštění provedly již 16 automatických úhybných manévrů. To však vyvolává otázku, proč se tedy Starlink 44 nevyhnul Aeolusu automaticky. Družice tyto manévry provádějí na základě dat o aktuální pozici objektů na oběžné dráze, které poskytuje Severoamerické velitelství protivzdušné obrany (NORAD). Nevím však, jestli jde o stejná data, na jejichž základě letectvo (konkrétně 18th Space Control Squadron) upozorňovalo SpaceX a ESA na potenciální srážku.

Každopádně jádro celé kauzy spočívá v tom, že oběžná dráha momentálně připomíná Divoký západ, jelikož tam neexistují žádná pravidla ohledně zodpovědnosti a povinností v takovýchto situacích. Majitelům družic nic nepřikazuje, kdo má v případě potenciální srážky uhnout. Stejně tak neexistují pravidla pro to, co dělat, když jedna strana nekomunikuje, ani není standardizován směr či způsob uhnutí. Rozřešení těchto situací tedy ve výsledku stojí a padá na domluvě mezi zúčastněnými stranami a dobré vůli. Holger Krag proto na tento případ poukazuje jako příklad toho, proč je potřeba zavést jasná pravidla pro provoz družic na orbitě, komunikační protokoly a automatizaci. Ve výsledku by to mělo fungovat podobně jako správa leteckého provozu.

60 satelitů před misí Starlink-1 (Foto: SpaceX)

A tím se dostáváme k tomu, proč vlastně ESA vůbec veřejně poukazovala na to, že její satelit provedl úhybný manévr, když je to relativně rutinní záležitost. Nad tím se pozastavoval například Matt Desch, ředitel společnosti Iridium, když na prvotní tweety ESA reagoval slovy: „My svoje satelity přesouváme v průměru jednou týdně, ale nevydáváme pak tiskové zprávy s informacemi o majitelích satelitů, kterým jsme se vyhnuli.“ Proto se tedy spekuluje, že ze strany ESA šlo tak trochu o PR tah. Na jméno SpaceX totiž média slyší, a tak agentura využila této situace k tomu, aby upozornila na svoje plány na poli vesmírné bezpečnosti, jejichž součástí je například automatizace úhybných manévrů na orbitě pomocí umělé inteligence. V listopadu se totiž uskuteční ministerská rada ESA, kde se „rozhoduje o budoucím směřování aktivit ESA a o finančních závazcích jednotlivých členských států v širokém portfoliu kosmických programů“. Je tedy možné, že ESA chytře využila situace se SpaceX k získání dodatečné politické či mediální podpory pro svůj program.

Polívčičku si mimochodem stihl přihřát také Greg Wyler ze společnosti OneWeb, která pracuje na vlastní velké internetové konstelaci. OneWeb a SpaceX jsou tedy konkurenti a jak jsme nedávno psali, tyto dvě firmy se nemají zrovna v lásce. Wyler v reakci na informaci o potenciální srážce satelitů SpaceX a ESA volal po vyšetřování úřadem FCC, zpřísnění pravidel a poněkud zveličoval celý problém. Navíc strašil zavádějícími informacemi: „SpaceX deorbituje 5 satelitů po pouhých 5 měsících – to už je skoro katastrofa.“ Přitom nefunkční satelity jsou ve skutečnosti jen tři a deorbitace zbylých dvou byla v plánu od začátku. Ale i kdyby jich opravdu selhalo pět, nemá smysl z toho odvozovat finální poruchovost satelitů Starlinku, jelikož se jednalo o první testovací misi, kde se s vyšší pravděpodobností selhání počítalo.

Každopádně celá kauza je velice zajímavá a poukazuje na důležité problémy, které bude potřeba v budoucnu vyřešit, aby se podobné zmatky už neopakovaly. Vzhledem k tomu, že se zvyšujícím se počtem družic se bude zvyšovat počet potenciálních srážek, je nejspíš nevyhnutelné, že dříve nebo později bude muset dojít k vyjasnění pravidel a automatizaci procesů, které mají bránit srážkám družic na oběžné dráze.

• About
• Latest Posts

Petr Melechin

Zakladatel a šéfredaktor ElonX, který projektu věnuje až nezdravě velkou část svého volného času a jinak pracuje v oboru lokalizace her. Kromě Elona Muska a jeho firem se zajímá o další technická témata, hraje squash, čte sci-fi, miluje filmy a sleduje až příliš mnoho seriálů.

Podpořte projekt ElonX

Latest posts by Petr Melechin (see all)

• Mise Starlink 10-9 - 25. 7. 2024
• Mise Starlink 9-4 - 20. 7. 2024
• Daily Hopper: Nehoda Falconu 9 a problémy Starlineru - 19. 7. 2024

Nahlásit chybu / Navrhnout zlepšení

• Issue: *
  Chybná informace Nefunkční odkaz Překlep Návrh na zlepšení Tip na článek Ostatní
• Your Name: *
  
• Your Email: *
  

• Details: *
  

Odeslat hlášení