SpaceX loni vyneslo 1722 družic Starlink – ale kolik z nich selhalo?

Počet družic na oběžné dráze se zvyšuje a dá se jednoznačně říct, že hlavní podíl na tomto jevu má společnost SpaceX, jejíž družice Starlink jsou ve velmi horečném tempu vynášeny na oběžnou dráhu. Tento jev sice zlepšuje řadě uživatelů sítě Starlink kvalitu internetového připojení, nicméně na tvářích fanoušků kosmonautiky to vyvolává i vrásky, protože narůstající provoz s sebou přináší i častější nutnost úhybných manévrů a potenciálně i vyšší frekvenci selhání družic samotných. Jak dlouho vlastně trvá nefunkční družici sestup do atmosféry? A dochází nyní k častějšímu nebezpečnému přiblížení družic mezi sebou a nutí je tato okolnost častěji manévrovat? Tyto a další otázky jsme se rozhodli prozkoumat v tomto dvoudílném článku.

Kalendáře nám už ukazují únor roku 2023 a SpaceX vyneslo do dnešních dnů na oběžnou dráhu celkem 3875 družic Starlink (v tomto počtu jsou zahrnuty i prototypy Tintin A a B a také družice z mise Starlink-1 z května roku 2019, které již deorbitovaly). Pokud si tento počet srovnáme s údajem, že na oběžné dráze se na konci roku 2022 nacházelo 4825 aktivních družic, vyjde nám, že kalifornská firma vlastní více než dvě třetiny všech aktivních družic na oběžné dráze. Samozřejmě se jedná o úctyhodné číslo, ale pokud by se mělo naplnit přání a výzva Elona Muska, aby firma uskutečnila v letošním roce sto startů, tak nám vyjde, že SpaceX je schopno do konce roku počet vlastních družic na oběžné dráze více než zdvojnásobit. Vlastnilo by tak více než 80 % všech aktivních družic.

Start mise Starlink 4-20 (Foto: SpaceX)

Jedná se o pozoruhodná čísla, která dozajista berou dech, nicméně již strýček Ben říkal svému synovci Peteru Parkerovi, že s velkou mocí přichází i velká zodpovědnost. A tento výrok, který Spider-Mana provází celou jeho superhrdinskou kariérou, lze určitě aplikovat i na satelitní konstelaci SpaceX. Takové ohromné množství družic je nutno na oběžné dráze bezpečně řídit, provádět úhybné manévry a v případě jakýchkoliv možných problémů neváhat a stáhnout družici do horních vrstev atmosféry, jinak je možno přivodit na oběžné dráze problémy jak vlastní konstelaci, tak družicím ostatních operátorů. Jak se tedy tyto aktivity SpaceX daří?

Za tímto účelem se nyní vrátíme k vynesenému množství družic. Z celkového počtu 3875 dodnes vynesených družic Starlink je stále na oběžné dráze přítomno 3583, nicméně 45 z nich se zdá být neaktivních. Nerad bych na tomto místě podrobně rozebíral osudy všech vynesených družic od roku 2018, proto se nyní zkusím zaměřit jen na osudy těch 1722 satelitů, které byly vyneseny v loňském roce. 61 z nich deorbitovalo po vynesení na oběžnou dráhu, patrně proto, že byly shledány nefunkční po dosažení oběžné dráhy. V tomto počtu je zahrnuto i 38 nešťastných družic z mise Starlink 4-7, jejichž zánik způsobila loni v únoru neočekávaná geomagnetická bouře, která dočasně výrazně zahustila zemskou atmosféru. Jeden další vyřazený satelit Starlink dosáhl výšky 400 km a poté sestoupil do atmosféry.

Družice z mise Starlink 4-7 zanikající nad Portorikem (Zdroj: Eddie Irizarry)

Patrně tím nejhorším, co může družice Starlink potkat, je dosáhnout finální oběžné dráhy, na které je provozována aktivní konstelace, a poté selhat. V této nejhorší kolonce se za loňský rok ocitly družice tři, které přestaly jakkoliv udržovat svoji pozici a nyní nekontrolovatelně sestupují atmosférou ke svému zániku. Zbývá nám tedy 1657 družic, které mají funkční motorický pohon a jsou schopny manévrovat na oběžné dráze. Pouze o jediné další družici se ví, že nyní motoricky míří ke svému zániku a u dvou dalších je podezření, že je možná potká podobný osud. O zbylých 1654 vynesených tak lze říci, že SpaceX je s jejich fungováím spokojeno. Provedeme-li si nyní závěrečné výpočty, vyjde nám, že 96 % družic vynesených loni je funkčních a 4 % postihly problémy. Nicméně pouze 0,17 % z vynesených družic v současnosti způsobuje vrásky firmám, které provozují na oběžné dráze své družice. Řeč je pochopitelně o 3 nekontrolovaně sestupujících satelitech.

Start mise Starlink 4-22 (Foto: SpaceX)

Nyní bych rád srovnal počty z loňska s těmi družicemi Starlink, které selhaly v předchozích letech. Nekontrolovaně sestupujících družic Starlink je v současnosti celkem 44, přičemž absolutně největší podíl na tomto počtu mají starty z let 2019–2020. Tehdy se celkem pravidelně stávalo, že při většině startů se alespoň jedna takto selhavší družice vyskytovala. Už rok 2021 ale přinesl změnu a tyto družice byly pouze tři. Rok 2022 tedy co do počtu není rokem abnormálním, spíše jen pokračuje v trendu roku předchozího. Nicméně je tu jeden podstatný rozdíl – v roce 2021 bylo vyneseno pouhých 937 družic, zatímco loni takřka dvojnásobek. Lze tedy bez nadsázky říct, že spolehlivost družic Starlink stoupá. Pro úplnost bych dodal, že všechny zmíněné údaje pocházejí z webových stránek astronoma Jonathana McDowella, který se podrobně věnuje sledování satelitních konstelací na oběžné dráze.

Graf zobrazující dobu setrvání družice na oběžné dráze v závislosti na výšce, ve které se nachází (Zdroj: SpaceX)

Rád bych nyní věnoval několik vět oněm selhavším družicím, které pozvolna brzdí v atmosféře a sestupují vstříc svému zániku. Tyto družice jsou pochopitelně sledovány a SpaceX je povinna o jejich osudu každého půl roku podávat hlášení Federálnímu komunikačnímu úřadu (FCC). Poslední takové hlášení je dostupné z konce loňského roku a obsahuje především výpis všech družic, které byly deorbitovány nebo vyřazeny z provozu před dosažením plánované pětileté životnosti. Mimochodem, doba, za kterou opustí nemanévrující družice oběžnou dráhu, závisí mimo jiné na výšce, ve které se satelit nachází, na stavu aktivity Slunce či na orientaci družice v prostoru. Družice Starlink jsou provozovány v maximální výšce 570 km, a tak i v nejhorším možném případě dochází k samovolné deorbitaci nejpozději v řádu několika jednotek let.

Graf počtu aktivních družic na oběžné dráze v posledních 15 letech. Rok 2021 zahrnuje pouze družice aktivní v první třetině roku. (Zdroj: Union of Concerned Scientists)

Narůstající množství družic na oběžné dráze začíná dělat starosti i státním institucím. Tady se logicky není co divit, protože když se podíváme na graf výše, ihned si povšimneme výrazného růstu počtu aktivních družic v posledních několika letech. Z tohoto grafu také plyne, že pravidla jejich provozu, platná ještě před několika lety můžou náhle silně nedostačovat. Nejvíce ohrožená je samozřejmě nízká oběžná dráha, do níž spadají všechny družice, které se pohybují v nadmořské výšce do 2000 km. Federální komunikační úřad FCC proto po dlouhých letech rozhodlo změnit pravidla, která ještě do nedávna platila. Ta říkala, že nefunkční družice musí opustit nízkou oběžnou dráhu do 25 let od ukončení svého provozu. Dle nového nařízení FCC ze září loňského roku však bude tato lhůta zkrácena na pouhých pět let. Dle úřadu tato změna znamená, že by v budoucnu museli operátoři aktivních družic provádět méně manévrů za účelem vyhnutí se neaktivním družicím. Změna samozřejmě nebude aktivována ihned, ale až za dva roky a bude se dotýkat nejen amerických firem, ale i zahraničních společností, které budou chtít se svými službami vstoupit na americký trh. Mimochodem, FCC si ponechává zadní vrátka, aby případně v budoucnu zavedlo další omezení pro velké satelitní konstelace, které logicky nejvíce ohrožují provoz na oběžné dráze. Mezi tyto další omezení by mělo patřit zkrácení životnosti družic v rámci konstelace či schopnost zachovat si po celou dobu existence družice možnost motorických manévrů.

Umělecká představa zániku kosmické lodi ATV v atmosféře (Zdroj: ESA)

Pokud by vás zajímalo, jak k této změně přistupuje SpaceX, lze jednoduše říct, že s tímto nařízením prakticky souhlasí. Počátkem září vydal totiž Americký institut pro letectví a kosmonautiku (AIAA) příručku s názvem Průvodce osvědčenými postupy pro satelitní orbitální bezpečnost, která vznikla ve spolupráci s firmami Iridium, OneWeb a SpaceX a v níž se hovoří o tom, že se doporučuje, aby družice deorbitovaly do pěti let od skončení jejich životnosti. Zde bych rád mírně cynicky podotknul, že SpaceX se to snadno řekne i napíše, protože i kdyby družice Starlink selhala, díky nízké oběžné dráze tak jako tak zanikne do pěti let v atmosféře. Horší to už bude mít kupříkladu firma OneWeb, která své družice provozuje ve výškách nad tisíc kilometrů. A doba neřízeného sestupu z této výšky už mnohonásobně překračuje hranici pěti let.

Dnes jsme mluvili o množství družic Starlink na oběžné dráze, o tom, jak jsou spolehlivé, a jak se na nárůst jejich počtu dívají státní instituce. V příští části tohoto článku se zaměříme na to, jak často jsou družice nuceny provádět úhybné manévry.


Přispějte prosím na provoz webu ElonX, aby mohl nadále zůstat bez reklam. Podpořte nás pomocí služby Patreon či jinak a zařaďte se tak po bok ostatních dobrodinců, kteří už finančně přispěli. Děkujeme!

Jiří Hadač



Mohlo by se vám líbit...

Odebírat komentáře
Nastavit upozorňování na
guest

6 Komentáře
nejnovější
nejstarší nejlepší
Inline Feedbacks
Zobrazit všechny komentáře
Peter P

Nie je mozne po tie tri nefunkcne satelity poslat nejaky “servisny” ktory by ich stiahol do nizsich vrstiev? Urcite pri tolko startoch by mohli mat nejaku moznost tam poslat “samovrazedny” satelit ktoreho ulohou by bolo deorbitovat seba aj nefuncny starlink?

Petr Melechin

Tohle bude muset dělat OneWeb (už kvůli tomu plánují spolupráci s firmou Astroscale), ale u SpaceX to nemá moc smysl, když i bez jakéhokoli externího zásahu družice Starlink deorbitují nejpozději za pár let, což je v tomhle kontextu krátká doba. A i to se týká jen hrstky družice, drtivá většina selhání je odhalena nedlouho po vypuštění, kdy jsou družice ještě nízko, a tak deorbitují v řádu týdnů.

Ivo Janáček

Pokud jsou tři, musíte poslat taky tři, pochybuji, že by byly na stejné dráze a změnit inklinaci je energeticky velice náročné.

prochzde

Děkuji také autorovi za pěkný článek a pokud to potvrdí vaše slova, tak letos “deorbitoval” zatím jediný STARLINK-5319 až 31.1.2023. Další STARLINK-1902 sestoupí (147/140) během pár hodin a po nich jsou na řadě
STARLINK-1946 a STARLINK 1016. Ze současných 44 starlinků “non-operational” je celých 40 starlinků 1.generace, stejně jako ty tři sestupující.
Vypadá to, že u starlinků v1.5 už má SpaceX tu “deorbitaci” lépe zvládnutou.

PetrV

Děkuji Jirko, zajímavý článek. Jsem zvědavý, jak si poradí s řízením na LEO orbitě další firmy.

Naposledy upraveno před 1 rokem uživatelem PetrV