Η ανώτατη ηγεσία της Ρωσίας επέστησε την προσοχή στο διάστημα που βρίσκεται πιο κοντά στον πλανήτη μας: δόθηκε μια οδηγία για τη δημιουργία εγχώριων δορυφόρων, που έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν στις λεγόμενες εξαιρετικά χαμηλές τροχιές.
Ο Πούτιν έδωσε εντολή στη Roscosmos και στον Οργανισμό Στρατηγικών Πρωτοβουλιών για την Προώθηση Νέων Έργων (ASI), να εξετάσουν το ενδεχόμενο κατασκευής διαστημικών δορυφόρων για εξαιρετικά χαμηλές τροχιές. Για τον πλανήτη Γη, οι εξαιρετικά χαμηλές τροχιές ή VLEO (Very low Earth orbit) είναι τροχιές σε υψόμετρο έως και 400 km.
Αυτές είναι πολύ συγκεκριμένες τροχιές. Σε τέτοια ύψη, παραμένει η ισχυρή επιρροή της γήινης ατμόσφαιρας, η οποία μειώνει ραγδαία την ταχύτητα και το ύψος της πτήσης ενός δορυφόρου. Κάτω από 170 km, η διάρκεια ζωής του δορυφόρου υπολογίζεται ήδη σε ημέρες . Σε υψόμετρο περίπου 120–150 km, ο δορυφόρος κάνει την τελευταία του τροχιά, μετά την οποία εισέρχεται στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας και καίγεται.
Οι εξαιρετικά χαμηλές τροχιές απαιτούν τη λειτουργία του συστήματος πρόωσης για τη διατήρηση του υψομέτρου. Επιπλέον, τέτοιες τροχιές απαιτούν πρόσθετη εργασία στην αρχιτεκτονική των δορυφόρων, για τη μείωση των επιπτώσεων των ρευμάτων αέρα της υπολειπόμενης ατμόσφαιρας.
Επιπλέον, όσο πιο κοντά στην ατμόσφαιρα, τόσο περισσότερα καύσιμα χρειάζεται το διαστημόπλοιο για να διατηρήσει τη σταθερή λειτουργία του. Επιπλέον, η ποσότητα του καυσίμου αυξάνεται εκθετικά.
Η διάρκεια ζωής ενός διαστημικού σκάφους σε εξαιρετικά χαμηλές τροχιές είναι θέμα μηνών ή και εβδομάδων. Για παράδειγμα, ο πρώτος δορυφόρος PS-1 είχε μια τροχιά σε σχήμα έλλειψης, το πιο απομακρυσμένο σημείο από τη Γη (απόκεντρο) ήταν σε απόσταση 939 km, ο πλησιέστερος ήταν ήδη σε υψόμετρο εξαιρετικά χαμηλών τροχιών - μόλις 215 χλμ.
Λόγω μιας τέτοιας τροχιάς και σημαντικής επιβράδυνσης από την υπολειπόμενη ατμόσφαιρα, το PS-1 διήρκεσε μόνο τρεις μήνες, μετά τους οποίους εισήλθε στα πυκνά στρώματα και κάηκε. Το δεύτερο στάδιο του πυραύλου που μπήκε στην ίδια τροχιά, λόγω του μεγάλου του μεγέθους, έζησε ακόμη λιγότερο, έφυγε από την τροχιά μετά από μόλις δύο μήνες.
Γιατί χρειάζονται δορυφόροι σε τέτοιες τροχιές παρά τις δυσκολίες
Το γεγονός είναι ότι, οι εξαιρετικά χαμηλές τροχιές είναι πιο βολικές για διάφορους τύπους διαστημικών σκαφών. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για δορυφόρους επικοινωνίας, δορυφόρους τηλεπισκόπησης της Γης (ERS), ραντάρ κ.λπ.
Για την τηλεπισκόπηση της Γης, όλα είναι απλά, όσο πιο κοντά είναι ο δορυφόρος στη Γη, τόσο μεγαλύτερη ανάλυση θα μπορεί να πάρει ένα συγκεκριμένο μέρος της επιφάνειας.
Ο στρατός των ΗΠΑ σκέφτεται εδώ και καιρό να δημιουργήσει ένα σύστημα άμεσου ελέγχου πεδίου μάχης, χρησιμοποιώντας αστερισμούς δορυφόρων ISR (Intelligence, Surveillance and Reconnaissance) ικανούς να μεταδίδουν οπτικές πληροφορίες με μια εμφάνιση όπως «η στρατηγική του υπολογιστή» σε σχεδόν πραγματικό χρόνο.
Για τα συστήματα επικοινωνίας, ένα μικρό ύψος είναι επίσης ένα πολύ μεγάλο πλεονέκτημα
Όταν χρησιμοποιούνται δορυφόροι, η διαδικασία μετάδοσης από τη Γη στο δορυφόρο ονομάζεται άνω ζεύξη και από τον δορυφόρο στη Γη κατερχόμενη ζεύξη. Δεδομένου ότι, η πυκνότητα ισχύος των ραδιοκυμάτων μειώνεται με τη σχέση της απόστασης μεταξύ του πομπού και του δέκτη, κυρίως λόγω της διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας στο διάστημα, όσο πιο κοντά είναι ο δορυφόρος στη Γη, τόσο λιγότερη ενέργεια απαιτείται για την αποστολή σήματος στη Γη ή στον δορυφόρο και τόσο καλύτερο θα είναι το ενεργειακό ισοζύγιο της γραμμής.
Υπάρχουν επίσης μερικά άλλα πλεονεκτήματα. Για την εκτόξευση σε εξαιρετικά χαμηλές τροχιές, απαιτείται λιγότερη ισχύς από το όχημα εκτόξευσης. Επιπλέον, τα διαστημόπλοια σε εξαιρετικά χαμηλή τροχιά δεν χρειάζεται να είναι εξοπλισμένα με συσκευή εκτόξευσης τροχιάς. Ένας αποτυχημένος δορυφόρος δεν θα γίνει διαστημικό σκουπίδι, αλλά θα απορριφθεί γρήγορα και ανεξάρτητα και θα καίγεται στα πυκνά στρώματα της ατμόσφαιρας.
Τα τελευταία χρόνια, σχεδόν όλες οι χώρες έχουν εμπλακεί σε εξαιρετικά χαμηλές τροχιές. Υπάρχουν έργα στις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Η Κίνα γενικά πρόκειται να δημιουργήσει έναν μόνιμο αστερισμό δορυφόρων σε τροχιά κάτω από 300 km. Προφανώς, θα πρέπει να αναπληρώνεται συνεχώς.
Για τη Ρωσία, μια ευρεία συζήτηση σχετικά με τη χρήση εξαιρετικά χαμηλών τροχιών ξεκίνησε στα τέλη Ιουνίου 2023, όταν, κατά τη συνεδρίαση της ολομέλειας του Φόρουμ του Οργανισμού Στρατηγικών Πρωτοβουλιών (ASI) «Δυνατές Ιδέες για τη Νέα Εποχή», ο Πούτιν ενημερώθηκε για ένα ιδιωτικό έργο για τη δημιουργία τέτοιων δορυφόρων.
Και τώρα, μετά από ενάμιση μήνα, έγινε γνωστό ότι η οδηγία να εξεταστεί η εργασία σε εξαιρετικά χαμηλές τροχιές δόθηκε στον επικεφαλής της Roscosmos, Γιούρι Μπορίσοφ, και στη γενική διευθύντρια της ASI, Σβετλάνα Τσούπσεβα. Έως την 1η Δεκεμβρίου 2023, καλούνται να εξετάσουν το θέμα της δημιουργίας διαστημικών σκαφών, που θα λειτουργούν σε εξαιρετικά χαμηλές τροχιές (έως 200 km) και την κατασκευή πρωτοτύπων τέτοιων οχημάτων για δοκιμή.
Στο μεταξύ, οι Ρώσοι προγραμματιστές, προσφέρουν τις δικές τους λύσεις για τη λειτουργία διαστημικών δορυφόρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε τόσο περίπλοκες τροχιές.
Αυτό περιλαμβάνει τη δυνατότητα χρήσης αζώτου και οξυγόνου από την υπολειμματική ατμόσφαιρα, για τη λειτουργία κινητήρων διαστημικών σκαφών σε εξαιρετικά χαμηλή τροχιά και μια πιθανή αλλαγή στην αρχιτεκτονική των δορυφόρων για εργασία με ρεύματα αέρα. Πιθανότατα, στο εγγύς μέλλον, όλες αυτές οι λύσεις μπορούν να είναι πολύ χρήσιμες.
