Спутники в небе: где они и когда их видно с земли

Что здесь показано

Спутники на небе видны, когда у наблюдателя темно, а сами аппараты ещё освещены Солнцем. В наборе данных от 20 октября 2026 года зарегистрировано 16 768 работающих аппаратов. Посмотрите вверх ясным вечером через час после заката и подождите несколько минут. Рано или поздно тусклая звезда начнёт двигаться, пройдёт по небу без мигания и погаснет на полпути. Это был спутник. Сколько их там и почему одни видны, а другие нет?

Выставка показывает каждый работающий спутник открытого орбитального каталога на собственной орбите вокруг освещённой Земли. 20 октября 2026 года в 06:32 UTC активный список содержал 16 768 объектов. Сцена двигает их по часам: можно проследить оборот Международной космической станции за чуть более чем полтора часа, увидеть совместный полёт недавно запущенной цепочки Starlink и повернуть камеру вместе с Землёй, пока геостационарные спутники не замрут кольцом над экватором.

Вверху находятся шесть сцен. «Сейчас» показывает всех. «Моё небо» помещает вас на землю в выбранном месте и показывает спутники над горизонтом в этот момент, в том числе потенциально видимые глазом. В сцене «Высота» можно поднять пробный спутник от 160 км до расстояния дальше Луны и исследовать связь высоты с периодом. «Орбиты» раскрашивает те же аппараты по типу орбиты. «Обломки» показывает фрагменты четырёх разрушений и оценку числа слишком маленьких для радара частиц. «С 1957 года» воспроизводит все полезные нагрузки каталога, год за годом, от Sputnik 1 до наших дней.

Под сценой находятся одиннадцать заданий, атлас спутников с 46 записями, 20 скрытых находок, карточки с исправлением распространённых ошибок, таблица чисел с отдельными источниками и список объектов над вашим городом прямо сейчас.

Первые десять секунд

Выставка открывается видом вблизи края Земли. Яркие точки обозначают освещённые спутники, тусклые уже вошли в тень Земли. Около середины кадра вместе движется короткая линия чуть более крупных точек. Это самый свежий запуск Starlink в наборе: 27 аппаратов, выпущенных одной ракетой 13 октября 2026 года, за неделю до записи данных. Через несколько секунд камера отъезжает, и линия растворяется среди тысяч точек.

Часы начинают с ×120: секунда на экране соответствует двум минутам на орбите. В реальном времени спутник на высоте 500 км пересекает экран слишком медленно для глаза с такого расстояния, хотя летит быстрее 7 км/с. Кнопки внизу переключают реальное время, ×120 и ×1000; регулятор «Скорость времени» позволяет ускорить ход примерно в четыре тысячи раз.

Откуда берутся положения

Увидеть все спутники одновременно невозможно. Вместо этого существует каталог. Космические силы США отслеживают орбитальные объекты радарами и телескопами и публикуют их орбиты как наборы элементов: шесть чисел, описывающих орбиту, и ещё несколько, описывающих её изменение. CelesTrak, которым T. S. Kelso занимается с 1985 года, повторно публикует наборы в нескольких форматах и делит их на группы: работающие спутники, станции, GPS, обломки отдельных событий и другие.

Для выставки активная группа, четыре группы обломков и несколько отдельных объектов были однократно загружены с CelesTrak 20 октября 2026 года в 06:32 UTC и сохранены со страницей. Сама страница никуда не обращается. Поэтому в углу сцены указана дата: браузер рассчитывает положения по этому срезу. В первые сутки или двое точность для большинства спутников составляет несколько километров. Через неделю или две отдельные аппараты отклоняются от предсказанных положений: реальные орбиты меняют двигатели, верхняя атмосфера, небольшие силы Солнца и Луны, которых набор элементов не может предвидеть. Если данные старше трёх дней, сцена показывает день записи в текущее время суток и сообщает об этом.

Есть и второй файл, SATCAT, с одной строкой на каждый когда-либо каталогизированный объект: название, владелец, дата запуска, дата схода, если он уже произошёл, последние известные перигей, апогей и наклонение. В день записи в нём было 71 088 строк; 35 047 объектов ещё находились на орбитах Земли. Из него взяты сцена «С 1957 года» и большинство чисел под сценой.

Что описывает набор элементов

Набор элементов кратко описывает эллипс в пространстве и момент времени. Орбиту задают шесть чисел. Среднее движение показывает число оборотов в сутки; для МКС в день записи это 15,489. Эксцентриситет описывает вытянутость: от 0 для окружности к 1 для очень длинного эллипса. Наклонение задаёт угол к экватору: 51,6° у МКС, около 98° у спутников, проходящих возле обоих полюсов. Прямое восхождение восходящего узла указывает положение северного пересечения экватора относительно звёзд. Аргумент перигея показывает, где находится низшая точка орбиты. Средняя аномалия задаёт положение спутника на орбите в эпоху, то есть в момент, к которому относится набор.

Для низких спутников важны ещё два параметра. Член сопротивления B* описывает торможение в разреженной верхней атмосфере. Эпоха служит отметкой времени. В этом наборе эпоха элементов МКС приходилась на 19 октября, 18:10:54 UTC, примерно за двенадцать часов до загрузки.

SGP4: от шести чисел к положению

Чтобы получить положение в любой момент, нужен пропагатор: набор формул, продолжающий движение от эпохи. Каталоговые элементы рассчитаны на конкретную модель SGP4. Felix Hoots и Ronald Roehrich опубликовали её в 1980 году как Spacetrack Report No. 3. В 2006 году David Vallado, Paul Crawford, Richard Hujsak и T. S. Kelso выпустили исправленную документированную версию с тестовыми примерами, которые должна воспроизводить любая реализация.

SGP4 не моделирует все силы полностью. Это аналитическая модель: замкнутые формулы основных эффектов сплюснутости Земли, атмосферного сопротивления и, для периодов дольше 225 минут, притяжения Солнца и Луны. Поскольку элементы подбирают той же моделью, чтение через SGP4 даёт лучшие возможные положения из этих данных. Другой пропагатор даст с ними худший результат, даже если он подробнее.

Все показанные числа, положение МКС в углу, карточка при нажатии на точку и список спутников над городом получены через SGP4. Используется satellite.js 7.1.0, открытая реализация на JavaScript под лицензией MIT. Её проверили по опубликованным примерам Vallado и коллег, включая каталоговый номер 5, спутник Vanguard 1. Результаты совпадают до стотысячной доли километра.

Для второй проверки положение МКС в момент записи сравнили с независимым публичным сервисом, использующим свои элементы и код. Два положения около 6,53° южной широты, 90,81° западной долготы и высоты 420 км отличались на 0,91 км.

Как сцена рисует десять тысяч спутников

Вычисление SGP4 для десяти тысяч объектов 60 раз в секунду заняло бы значительную часть времени телефона. Для точек используется более лёгкий способ. Каждая передаёт графическому чипу размер и форму эллипса, наклонение, узел, перигей и положение в опорный момент. Небольшая программа чипа решает уравнение Кеплера для каждой точки в каждом кадре. Чтобы орбиты не устаревали, добавлено медленное вращение из-за экваториального утолщения Земли: узел большинства орбит смещается к западу, у МКС примерно на 4,9° в сутки, а перигей вращается в плоскости орбиты.

Цену упрощения можно измерить. Для МКС разница со SGP4 в момент записи составляет 11,4 км, через сутки 18,0 км, через трое суток 50,7 км. В выборке из 318 объектов медианная разница через сутки равна 13,7 км. Для Земли поперечником 12 742 км это меньше пикселя при большинстве масштабов. Когда нужна точность, например в списке над головой, выставка возвращается к SGP4.

Сколько существует спутников?

Ответ зависит от того, что и по чьему подсчёту считать. Источники расходятся более чем вдвое.

Активный список CelesTrak в этом срезе содержит 16 768 объектов. Предполагается, что это ещё работающие спутники, судя по поведению и открытым сведениям. Полный SATCAT в тот же день содержал 20 157 полезных нагрузок на орбитах Земли, работающих и нет, а также 2295 корпусов ракет, 12 540 каталогизированных обломков и 55 объектов неизвестного типа.

Отдел космического мусора Европейского космического агентства ведёт собственную статистику. 31 июля 2026 года он сообщал примерно о 18 850 спутниках, ещё остающихся в космосе, из примерно 27 490 когда-либо выведенных на орбиту. Около 15 900 ещё работали; сети наблюдения регулярно отслеживали около 47 140 объектов.

Union of Concerned Scientists много лет вёл известную базу работающих спутников. Последнее обновление с данными на 1 мая 2023 года перечисляло 7560. Затем организация приостановила обновления, поэтому число относится к своей дате и не должно сравниваться с сегодняшним напрямую.

Ни один подсчёт не ошибочен. Различаются дата, определение работоспособности и учёт ещё не полностью каталогизированных объектов. Таблица под сценой указывает источник каждого числа.

Два из трёх: Starlink

Из 16 768 работающих спутников 11 150 принадлежат Starlink, интернет-сети SpaceX. Это два из каждых трёх. Следующие группы намного меньше: OneWeb с 651, Kuiper компании Amazon с 391 и китайские Qianfan с 257 и Guowang с 234 аппаратами.

Кнопка Starlink показывает только эти спутники. Большинство летает в оболочках на высоте примерно от 460 до 480 км, в плоскостях с наклоном 43°, 53°, 70° и около 97° к экватору, охватывая большую часть населённого мира. Плоскости видны как изогнутые полосы золотых точек, особенно при быстром времени, когда каждая становится линией.

Для лёгкости страницы сцена рисует один Starlink из трёх и один OneWeb из двух. Отбор по номеру каталога не даёт преимущества какой-либо оболочке. Три последних запуска Starlink показаны полностью. Числа всегда полные, прорежены только точки. Всего нарисованы 9063 работающих спутника, представляющие 16 768.

Почему новые Starlink похожи на поезд

Falcon 9 одновременно выпускает стопку спутников Starlink низко, примерно на высоте от 280 до 350 км. Сразу после выпуска они медленно расходятся в одной плоскости, друг за другом. С земли на тёмном небе они похожи на нить бус, что после многих запусков вызывало сообщения о странных огнях. Астроном Jonathan McDowell в исследовании Starlink 2020 года описал этот порядок: несколько дней аппараты остаются в линии, затем неделями поднимаются двигателями на рабочую высоту. Поскольку каждый следует своему графику, линия распадается.

В наборе последняя группа от 13 октября ещё находилась примерно на высоте от 290 до 310 км и разделилась на два скопления. Начальный вид сосредоточен на большем. Две старые группы от 20 и 28 сентября были выше, примерно на 360 и 345 км, и уже распределились вдоль орбит.

Международная космическая станция

МКС является крупнейшей конструкцией на орбите, около 109 м от края до края. Люди непрерывно живут там с ноября 2000 года. В срезе она летала между 415 и 424 км на орбите с наклоном 51,6°, совершая оборот за 92,97 минуты со скоростью 7,66 км/с.

Наклонение определяет доступные широты. Орбита с наклоном 51,6° достигает 51,6° к северу и югу от экватора, но не дальше. Над Сеулом на 37,6° северной широты МКС может пройти в зените. Севернее примерно 52°, например на севере Шотландии или Аляске, она никогда не проходит прямо над головой и видна ниже на южном небе, как отмечает NASA в Spot the Station.

МКС также уклоняется от обломков. Если отслеживаемый объект должен сблизиться до нескольких километров, а риск столкновения выше 1 к 10 000, станция обычно включает двигатели. В FAQ отдела NASA по обломкам указано 41 такое маневрирование с 1999 года. Например, 30 апреля 2025 года грузовой Progress включал двигатели на 3 минуты 33 секунды, чтобы отвести станцию от обломка китайской ракеты, запущенной в 2005 году.

Вместе со станцией движутся и другие объекты. Пристыкованные Crew Dragon, Soyuz и Progress имеют отдельные записи каталога и летят с ней. В сцене «Сейчас» они перекрывают точку МКС.

Tiangong и другие пилотируемые корабли

Китайская Tiangong пилотируется с 2021 года. В срезе она летала между 384 и 386 км, немного ниже МКС, с наклонением 41,5°, поэтому не достигает широт Северной Европы. Период равнялся 92,25 минуты. К ней были пристыкованы пилотируемый Shenzhou и грузовой Tianzhou.

Фильтр «Пилотируемые» показывает только станции и их корабли. Небольшая группа из 15 объектов позволяет сравнить близкие высоты и разные наклонения двух станций.

Высота определяет период

Почему МКС облетает Землю за полтора часа, а метеоспутнику над экватором нужны целые сутки? В 1619 году Johannes Kepler обнаружил, что квадрат периода планеты растёт пропорционально кубу расстояния до Солнца. Isaac Newton позднее объяснил причину. То же правило верно для любого тела на орбите Земли:

T = 2π √(a³ / GM)

Здесь a представляет большую полуось; для окружности это радиус Земли плюс высота. GM есть гравитационный параметр Земли: 398 600,4418 км³/с² по IERS Conventions. Для МКС возьмём высоту 420 км и экваториальный радиус 6378,137 км, тогда a = 6798,137 км. Получаем a³ = 3,1417 × 10¹¹ km³, a³/GM = 788 190 s², корень 887,8 с, а умножение на 2π даёт 5578 с, или 92,97 минуты. Среднее движение каталога даёт то же: 1440 минут, делённые на 15,489 оборота, равны 92,97 минуты.

Сцена «Высота» позволяет двигать пробный спутник от 160 км до расстояния дальше Луны. Период указан в углу и на подписи, вместе со скоростью, оборотами в сутки и наибольшей долей оборота в тени Земли. Попробуйте следующие высоты:

• 420 км: 92,97 минуты, 15,4 оборота в сутки.
• 20 200 км: около 12 часов, два оборота в сутки. Здесь летают GPS.
• 35 786 км: 23 часа 56 минут 4 секунды, оборот за одно вращение Земли.
• 377 900 км, среднее расстояние до Луны минус радиус Земли: 27,45 суток.

Последнее число намеренно немного отличается. Реальный период Луны относительно звёзд составляет 27,32 суток. Формула считает Луну невесомой, но её масса равна 1,23% земной, и притягивают оба тела. Если подставить в GM сумму масс, получится 27,29 суток, близко к измерению.

Почему выше значит медленнее

Кажется естественным, что дальний спутник должен лететь быстрее, будто для удержания там нужна большая скорость. Всё наоборот. Для круговой орбиты скорость равна √(GM/r): чем дальше, тем медленнее. МКС движется с 7,66 км/с, GPS с 3,87 км/с, геостационарный спутник с 3,07 км/с, Луна примерно с 1 км/с.

Высокие орбиты медленнее и длиннее, поэтому период растёт быстрее расстояния. Удвоение расстояния от центра Земли увеличивает время в 2,8 раза, поскольку 2³ = 8 и √8 = 2,8.

Падение вокруг Земли

Спутники не парят из-за исчезновения тяжести. На высоте МКС её сила ещё около 88% от поверхности: средний радиус Земли 6371 км, поэтому отношение равно (6371 / 6791)² = 0,88. Станция постоянно падает. При этом она летит вбок с 7,66 км/с, и поверхность закругляется под ней так же быстро, как она падает. Экипаж ощущает невесомость, поскольку падает вместе со станцией.

Эту мысль Newton изобразил пушкой на горе. Чем быстрее вылетает ядро, тем дальше оно упадёт. При нужной скорости поверхность уходит из-под него так же быстро, как оно падает, и приземления не происходит. Эта скорость зависит от высоты, что возвращает нас к формуле выше.

Низкие орбиты и самая плотная полоса

15 955 из 16 768 работающих спутников, 95%, находятся на низкой околоземной орбите. Здесь это периоды менее 128 минут, примерно ниже 2000 км. Туда дёшево добраться, близость удобна для малых камер и быстрой радиосвязи. Есть и очистка: разреженный воздух сводит неработающие спутники за годы.

График сцены «Высота» считает работающие спутники шагами по 100 км. Одна полоса резко выделяется: между 400 и 500 км летает 10 590 аппаратов, почти две трети всех работающих, в основном Starlink. Следующие полосы: от 500 до 600 км с 1681 аппаратом и от 1100 до 1200 км с 544, где летает OneWeb.

Отчёт ESA о космической среде за 2025 год отметил тот же сдвиг: растущая доля спутников группировок летает ниже 500 км, где сопротивление быстрее удаляет отказавшие аппараты. Около 550 км число опасных объектов мусора уже того же порядка, что и работающих спутников.

Орбиты по расписанию Солнца

Многие спутники наблюдения Земли летят под углом около 98°, чуть назад над полюсами. Например, Landsat 9 в срезе кружил на 702 км с наклонением 98,22°. Наклон выбирают точно. Земное утолщение медленно поворачивает плоскость любой орбиты; чуть за 90° поворот идёт к востоку. При нужном наклоне это 0,9856° в сутки, полный оборот за год, что согласует орбиту с Солнцем. Спутник ежедневно пересекает каждую широту в одинаковое местное солнечное время, поэтому снимки имеют сходные свет и тени.

Орбитальный расчёт выставки может получить наклон из того же члена утолщения, который двигает точки. Для высоты 700 км он даёт 98,19°, в нескольких сотых градуса от Landsat 9.

Средние орбиты: навигационные спутники

Между низкой орбитой и геостационарным поясом лежит широкая область, где лишь 186 работающих аппаратов. Большинство навигационные. GPS.gov описывает систему США как спутники около 20 200 км, дважды в сутки облетающие Землю в шести плоскостях; в июле 2023 года действовал 31 аппарат. Активный список среза содержит 40 объектов NAVSTAR, включая резервные. Российский GLONASS летает чуть ниже, здесь около 19 100 км, европейский Galileo чуть выше. Китайский BeiDou сочетает средние, геостационарные и наклонные 24-часовые орбиты.

В сцене «Орбиты» зелёные точки этих систем образуют редкую оболочку далеко за плотной синей дымкой низких орбит. Телефону, которому нужны четыре спутника одновременно, требуется такое распределение: достаточно высоко для обзора большой части Земли и достаточно плоскостей, чтобы несколько аппаратов всегда были над горизонтом.

Геостационарный пояс

На высоте 35 786 км над экватором оборот занимает ровно столько же, сколько вращение Земли относительно звёзд: 23 часа 56 минут 4 секунды. ESA объясняет: летящий с запада на восток спутник держится вровень с вращением Земли и кажется неподвижным над одной точкой. Наземную тарелку можно направить один раз и больше не двигать.

В сцене «Орбиты» 575 геостационарных спутников активного списка образуют тонкое кольцо. Нажмите «Вращаться с Землёй»: камера начнёт двигаться вместе с планетой. Кольцо замрёт, пока всё остальное проносится мимо. Аппараты не отдыхают: каждый движется примерно с 3,07 км/с по окружности длиной 265 000 км.

В кольце можно найти корейский метеоспутник. GEO-KOMPSAT-2А, также называемый Chollian 2А, находился в срезе на 128,27° восточной долготы и 0,00° широты. Это в пределах 0,15° от его позиции 128,2° восточной долготы.

Вытянутые эллипсы

Далеко на севере геостационарный спутник находится так низко над горизонтом, что здания и холмы его закрывают. Советские инженеры спутников связи Molniya в 1960-х годах выбрали иной путь: вытянутый эллипс с наклоном 63,4° и периодом полсуток. Каталог орбит NASA указывает эксцентриситет 0,722. Спутник быстро проходит низшую точку над Южным полушарием и около двух третей оборота проводит высоко над севером. Там он движется медленно, почти как геостационарный спутник для высоких широт.

Наклон 63,4° выбран не случайно. При большинстве наклонов утолщение Земли медленно поворачивает эллипс в его плоскости, и высшая точка ушла бы на юг. При 63,4°, и только там, это вращение прекращается. Kidder и Vonder Haar в работе 1990 года о метеонаблюдениях с орбит Molniya указывают период 717,74 минуты и апогей около 39 750 км.

Российский спутник связи Meridian 7 из среза следует такой орбите: 717,83 минуты на оборот, наклон 63,45°, высоты между 2635 и 37 722 км. В сцене «Орбиты» линия розовая; при вращении с Землёй видно, как аппарат задерживается над севером.

Дальние аппараты

Некоторые спутники удаляются намного дальше. Телескоп поиска планет NASA TESS движется примерно между 119 000 и 364 000 км, почти до Луны. Его орбиту рассчитали на половину лунного месяца, 13,7 суток, чтобы притяжение Луны удерживало её устойчивой, а не расшатывало. Ricker и коллеги описали проект в 2015 году. В срезе период вырос до 14,2 суток.

Рентгеновская обсерватория Chandra, запущенная в 1999 году, доходит примерно до 136 000 км, трети пути к Луне, и каждые 2,6 суток возвращается к 12 600 км. XMM-Newton агентства ESA, тоже 1999 года, совершает оборот чуть быстрее двух суток. Четыре аппарата NASA MMS летят строем до 171 000 км, изучая соединение и разрыв магнитного поля Земли.

Откройте «Орбиты» и сильно уменьшите масштаб. По сравнению с розовыми эллипсами геостационарное кольцо крошечное.

Ваше небо

«Моё небо» ставит гладкую фигуру без лица на землю в выбранном месте и рисует небо куполом. Для каждого спутника сцена вычисляет видимое направление: азимут, отсчитываемый от севера через восток, и угол места над горизонтом.

Расчёт состоит из трёх шагов. Место на Земле превращается в точку пространства с помощью формы WGS 84. Землю поворачивают по звёздному времени часов, чтобы место оказалось в правильном положении среди спутников. Затем линию от вас к аппарату раскладывают по направлениям восток, север и вверх, получая два угла.

Купол не сохраняет масштаб расстояний. Спутник в 420 км над вами и аппарат за 35 786 км нарисованы на одном куполе; действительное только направление. Расстояние указано в списке ниже.

Можно выбрать город, ввести широту и долготу или разрешить браузеру определить положение. Ничто не уходит со страницы: выбор хранится только в браузере.

Когда можно увидеть спутник

На спутниках нет огней, достаточно ярких для наблюдения с земли. Мы видим отражённый солнечный свет, как от Луны. Поэтому одновременно нужны два условия. Ваше небо должно быть тёмным: здесь это Солнце более чем на 6° ниже горизонта. Сам спутник при этом должен оставаться на солнечном свету вне тени Земли.

Сразу после заката это часто выполняется. Земля уже в тени, но спутник в нескольких сотнях километров ещё видит Солнце над горизонтом. С наступлением ночи земная тень поднимается по небу, и около полуночи большинство низких аппаратов внутри неё. NASA в Spot the Station формулирует просто: все наблюдения МКС приходятся на несколько часов до или после рассвета либо заката.

Нажмите «После заката» в сцене «Моё небо»: часы перейдут на местные вечерние сумерки. Освещённые точки засияют на тёмном фоне, а индикатор их посчитает. Не все действительно видны: яркость зависит от размера, угла солнечного света и расстояния; большинство малых аппаратов слишком тусклые для глаза. Список отмечает выполнение геометрических условий: выше 10°, ближе 2000 км, освещён Солнцем и на тёмном небе. Яркость остаётся открытым вопросом. Навигационные и геостационарные спутники бывают освещены всю ночь, но с десятков тысяч километров слишком тусклы для глаза.

Тень Земли на каждом обороте

Включите «Тень Земли» в сцене «Сейчас», и все аппараты в ней потускнеют. Модель считает тень цилиндром шириной с Землю, направленным от Солнца. Для низких орбит это даёт моменты входа и выхода с точностью до нескольких секунд.

Сколько времени низкий спутник остаётся в темноте? Когда Солнце лежит в плоскости круговой орбиты радиуса r, тёмная дуга охватывает угол 2 × arcsin(R/r). Для МКС с r = 6798 км это 2 × arcsin(0,938) = 139,5°, или 38,8% оборота: 36 минут из 92,97. Если Солнце далеко от плоскости, доля уменьшается; в некоторые сезоны МКС сутками остаётся освещённой. Высокие орбиты проводят в тени меньше времени. Геостационарный аппарат проходит её лишь около равноденствий, максимум примерно 70 минут в сутки; это следует из той же формулы при r = 42 164 км.

Что отслеживается

Космический мусор означает орбитальные объекты, больше не выполняющие задачу: неработающие спутники, использованные ступени и фрагменты взрывов и столкновений. В день записи открытый каталог содержал 12 540 обломков и 2295 корпусов ракет на орбитах Земли. ESA насчитывает около 47 140 регулярно отслеживаемых объектов и оценивает число разрушений, взрывов, столкновений и иных фрагментаций с 1957 года более чем в 660.

Опасность создаёт скорость. Отдел NASA по обломкам указывает от 7 до 8 км/с на низкой орбите и среднюю скорость столкновения двух объектов около 10 км/с, вплоть до 15 км/с. При этом фрагмент порядка сантиметра может вывести спутник из строя.

Сцена «Обломки» показывает каталоговые группы четырёх событий, окрашенные по событию, на фоне приглушённых работающих спутников.

Fengyun-1C, 2007 год

11 января 2007 года китайская ракета попала в старый метеоспутник Fengyun-1C. Он летал по почти полярной орбите на высотах 845 и 865 км с наклоном 98,6°. NASA Orbital Debris Quarterly News назвал это крупнейшим одиночным загрязнением низкой орбиты за 50 лет. Облако простиралось от 200 до более чем 4000 км. Большинство обломков попало на орбиты, сохраняющиеся десятилетиями или веками. NASA оценило число частиц от 1 см величиной до 35 000.

Каталог перечисляет 3534 обломка Fengyun-1C; 2314 оставались на орбите почти 20 лет спустя, в день записи. Красные точки сцены показывают 1978 из них с актуальными элементами.

Iridium 33 и Cosmos 2251, 2009 год

В феврале 2009 года впервые случайно столкнулись два целых спутника: работающий связной Iridium 33 и неработающий российский Cosmos 2251. По данным NASA, обломки сосредоточились около 800 км, где много спутников связи и наблюдения Земли, но облака охватили от 200 до 1700 км. Cosmos 2251 дал примерно вдвое больше фрагментов, почти в соответствии с отношением масс.

В каталоге 1716 обломков Cosmos 2251 и 656 от Iridium 33. В срезе ещё летали соответственно 610 и 115.

Cosmos 1408, 2021 год

15 ноября 2021 года Россия уничтожила собственный неработающий спутник Cosmos 1408 ракетой. Он летал примерно на 480 км, поэтому фрагменты появились близко к высоте МКС, и станции пришлось избегать облака. Отдел NASA по обломкам описал событие в выпуске за март 2022 года.

Каталог содержит 1806 обломков. В день записи оставалось 4. На 480 км верхняя атмосфера достаточно плотная, чтобы свести большинство за несколько лет. Фиолетовые точки почти исчезли: низкие орбиты очищаются сами.

Фрагменты, которые никто не отслеживает

Радар и телескопы различают на низкой орбите объекты примерно от 10 см. Мелкие фрагменты считают статистическими моделями на основе следов ударов на возвращённом оборудовании, специальных радарных наблюдений и моделирования разрушений. MASTER-8 агентства ESA с опорной популяцией февраля 2026 года оценивает около 68 450 объектов крупнее 10 см, около 1,5 млн от 1 до 10 см и около 230 млн от 1 мм до 1 см.

Кнопка «Неотслеживаемые обломки» добавляет серое облако. Это модель, и выставка её так и обозначает. Одна точка представляет 100 из 1,5 млн фрагментов. Орбиты заимствованы у отслеживаемых низких объектов, а ориентации и положения случайны, поэтому распределение высот соответствует отслеживаемой популяции. Где частицы находятся на самом деле, никто не знает.

Как долго мусор остаётся наверху

Решает высота. По данным NASA, ниже 600 км обломки обычно возвращаются на Землю за несколько лет. На 800 км снижение часто занимает века, выше 1000 км тысячу лет и более. В геостационарном поясе воздуха нет вообще; неработающие аппараты остаются навсегда, если их не переместить. Поэтому в конце службы операторы поднимают их на несколько сотен километров в орбиту захоронения.

Правила ужесточились. Федеральная комиссия по связи США в 2022 году приняла правило: лицензируемые ею низкоорбитальные спутники должны покинуть орбиту за пять лет после миссии вместо прежних 25. Отчёт ESA 2026 года отмечает результат: при примерно десяти запускаемых объектах и более трёх возвращающихся целыми объектах ежедневно всё больше спутников намеренно сводят в конце срока службы.

Синдром Кесслера

В 1978 году Donald Kessler и Burton Cour-Palais из NASA спросили, что произойдёт с ростом числа спутников. Их ответ: столкновения со временем начнут создавать обломки быстрее, чем сопротивление их удаляет. Эти обломки вызовут новые столкновения. Пояс мусора будет расти самостоятельно.

Отчёт ESA 2025 года говорит о научном согласии, что в некоторых областях этот порог уже пройден: даже без новых запусков фрагментация добавляла бы мусор быстрее схода. Для остановки роста необходим активный сбор мусора. О скорости, с которой каскад сделает орбиты непригодными, мнения расходятся: модели зависят от будущих запусков и соблюдения правил операторами.

С 1957 года

4 октября 1957 года СССР запустил Sputnik 1: полированный шар диаметром 58 см и массой 83,6 кг с периодом около 98 минут. Через три месяца он сошёл. В конце 1957 года на орбите было две полезные нагрузки: в ноябре добавился Sputnik 2.

Сцена «С 1957 года» показывает 27 561 полезную нагрузку: все объекты открытого каталога, когда-либо летавшие вокруг Земли, для которых известны перигей и апогей. Ползунок года показывает оставшиеся на конец каждого года. Каталог даёт размер, форму и наклон орбиты, но не тогдашнее положение спутника, поэтому ориентация и место на орбите случайны. Форма облака реальна, а отдельные точки условны.

График рядом даёт точные числа полезных нагрузок на орбите:

• 1970: 457
• 1990: 1943
• 2000: 3215
• 2010: 3882
• 2019: 5526
• 2020: 6645
• 2023: 12 464
• 2025: 17 552
• 20 октября 2026: 20 303

Первые 60 лет число росло примерно на сотню в год. Затем произошёл скачок. В 2019 году запустили 453 полезные нагрузки, в 2020 году 1235, в 2025 году 4492, главным образом Starlink. С конца 2019 года до записи число орбитальных полезных нагрузок выросло в 3,7 раза.

Старейший оставшийся спутник не Sputnik. Это Vanguard 1, запущенный 17 марта 1958 года, который NASA называет старейшим искусственным объектом на орбите Земли. Он также первым питался солнечным светом. В срезе он кружил между 651 и 3819 км; даже низшая точка настолько высока, что воздух почти не влияет.

Ваш день рождения

Введите дату рождения в лаборатории: по тому же каталогу выставка найдёт число полезных нагрузок на первое число соответствующего месяца. Также она покажет запуски в год рождения и нынешний множитель роста. Родившийся в январе 1990 года начинал жизнь примерно с 1800 спутниками над головой, в январе 2020 года с менее чем 6000. Сейчас их более 20 000.

Астрономы и яркие спутники

Больше спутников означает больше полос на длинных телескопических экспозициях. Hainaut и Williams из European Southern Observatory в 2020 году оценили пересечения изображений телескопов ESO большими группировками. Самый сильный эффект был около сумерек, когда низкие аппараты освещены, а небо тёмное: те же условия, что в сцене «Моё небо». Tyson и коллеги моделировали проблему для Rubin Observatory, широкая камера которой снимает всё южное небо за несколько ночей. Более тёмные спутники и тщательное планирование снижают ущерб, но не устраняют. Семинар SATCON1, проведённый NOIRLab и American Astronomical Society в 2020 году, собрал рекомендации операторам и обсерваториям.

Космическая погода

Солнце может сводить спутники. 3 февраля 2022 года SpaceX запустила 49 Starlink на низкую начальную орбиту с перигеем около 210 км. Умеренная геомагнитная буря 3 и 4 февраля нагрела и расширила верхнюю атмосферу, повысив сопротивление. 38 из 49 не поднялись на рабочую высоту и вернулись за несколько дней. Dang и коллеги проследили событие от солнечной вспышки и коронального выброса массы до атмосферы; Fang и коллеги из NOAA Space Weather Prediction Center оценили рост плотности вдоль траекторий.

Это видно и в сцене: самые низкие аппараты, такие как свежая цепочка Starlink, сильнее всего зависят от воздуха.

Корея на орбите

В открытом каталоге 96 полезных нагрузок Южной Кореи; в день записи 85 ещё были на орбите, работающие и нет. Первой была KITSAT-1, Uribyol 1, запущенная 10 августа 1992 года. Кнопка «Корея» в сцене «Сейчас» выделяет аппараты активного списка. Среди них геостационарный метеоспутник GEO-KOMPSAT-2А, его двойник для океана и качества воздуха GEO-KOMPSAT-2B, вещательные Koreasat, съёмочные KOMPSAT и малые NEONSAT.

Чем модель отличается от реальности

Некоторые детали упрощены, и важно это обозначить.

• Точки движутся по законам Кеплера с членом утолщения, а не по полной SGP4. Выше измерена разница: около 14 км через сутки для половины спутников.
• Starlink прорежен до одной точки из трёх, OneWeb до одной из двух. Три последних запуска Starlink и все остальные спутники полные.
• Срез относится к одному моменту. Маневрировавшие позже аппараты находятся в предсказанном им положении, а не в реальном.
• Тень Земли цилиндрическая. Реальная имеет мягкий край, полутень; атмосфера преломляет туда солнечный свет, поэтому вход и выход постепенны.
• Видимость означает геометрическое условие. Яркость зависит от размера, формы, отражательной способности и угла, которых в каталоге нет.
• Серое облако мусора представляет оценку модели ESA на заимствованных орбитах.
• В сцене «С 1957 года» места на каждой орбите случайны.
• Спутники изображены точками в несколько пикселей. При масштабе сцены МКС шириной 109 м была бы меньше тысячной доли пикселя.
• Карта Земли построена по грубым открытым контурам суши, сглажена и дополнена вымышленными облаками.

Экскурсия и лаборатория

Экскурсия в панели имеет 14 шагов: цепочка Starlink, МКС, тень, ваше небо, закон Кеплера на трёх высотах, типы орбит и неподвижный пояс, облака обломков и воспроизведение с 1957 года. Каждый шаг настраивает сцену; в любой момент можно остановиться и осмотреться.

В лаборатории под сценой есть панель места и рождения, рассчитанный через SGP4 список над вашим местом, одиннадцать заданий, числовая таблица, атлас с 46 записями в восьми группах, скрытые находки и карточки распространённых ошибок. Звёзды, находки и записи атласа сохраняются в браузере.