Отметим и баллистическую изюминку сверхнизких орбит — быстроту. На высоте 170 км оборот длится 87 минут, на пять минут меньше, чем у МКС. Вроде немного, но сокращение времени витка тоже можно накапливать. Допустим, до целевой точки идти еще 12 витков. По пять минут на каждом витке сложатся в час выигрыша. Оперативность прибытия к заданному району растет. И эта орбитальная скорость не снижает качество снимков и других данных.
И тут пошла шеренга плюсов
Главный плюс — наилучшие условия наблюдения Земли из космоса: с близких расстояний получается более высокое разрешение съемки. Мелкие детали и тусклые объекты видны больше и подробнее и без крутого телескопа. Это уменьшает конструкцию (массу, стоимость, срок производства), позволяя увеличить количество. Так приходит идея сети сверхнизких спутников.
Малая высота приводит к отсутствию космического мусора. Здесь он из орбитального роя переходит в косо падающий дождь. Остатки атмосферы очищают и опустошают VLEO, держа их в относительной безопасности от ударов космического мусора.
Запуск на эти высоты требует меньше всего энергии: самые низкие полеты идут по орбитам с наименьшей энергией. Сюда вывезут спутник даже легкие ракеты-носители, а любой конкретный носитель покажет здесь максимальную грузоподъемность. А значит, и лучшую массовую эффективность, переходящую в экономическую.
Меньше нужна и мощность для передачи данных с малой высоты, а значит, и энергия излучения, и ее источник. Терминалы связи станут легче, а источники питания, включая солнечные панели, меньше и компактнее. Все это снижает затраты на производство и запуск. Важнейшим плюсом идут и меньшие задержки передачи данных. Так улучшается работа спутниковой сети и ее параметры, растет эффективность.
Итак, спутник для VLEO станет аэродинамичным, напоминая ракету или бумажный самолет. Небольшой и недорогой, он будет выпускаться крупносерийно (для больших орбитальных группировок) и нести типовые подходы в конструкции.
А если целевой район еще больше? Можно пустить третий спутник и отснять еще полосу. Встык к ней еще, и еще. Значит, надо еще больше аппаратов, идущих друг за другом. Нужна оптимальная организация группировки — сколько орбитальных плоскостей, сколько спутников на каждой орбите.
Сколько же их нужно всего? Ответ зависит от задаваемой оперативности сети. Через какое минимальное время спутник сети пройдет по целевому району и выполнит задачу? Например, через полтора витка после получения запроса на съемку один из аппаратов придет к целевому району. Под такую баллистическую оперативность сети потребуется столько-то спутников.
Если проводить съемку не строго вниз, а под углом к вертикали, оперативность вырастет. Потому что можно пройти не точно над целью, а в стороне неподалеку, что обычно случается раньше. Каковы типовые размеры целевых районов съемки? Где они располагаются, на каких широтах, и какое там линейное смещение Земли за виток? Это вопросы предназначения сети и выбора задач, под которые она куется и затачивается.
Компания Earth Observant планирует группировку спутников Stingray на VLEO с целью съемки сверхвысокого разрешения для государства и коммерции. Изделие напоминает детский бумажный самолет с «крыльями» солнечных панелей, оснащенный ионным двигателем. Первый запуск планируют в марте—апреле 2024 года, к концу года на орбите ожидается до шести аппаратов. Общий план нацелен на сеть из 60 спутников, со сроком службы каждого до пяти лет.
Считается, что Stingray будет равноценен по характеристикам гораздо более крупным и тяжелым спутникам с более дорогим оборудованием на обычных низких орбитах (LEO, Low Earth Orbit) высотой до 2000 км. Оптика даст картинку с пространственным разрешением 0,15 м, передавая ее напрямую заказчику. Оптический сканер обеспечит полосу обзора 5х50 км с повторным проходом места съемки через 1,5 суток для одного Stingray и примерно 10–15-минутным периодическим проходом спутниками сети.©
Нельзя недооценить и военные аспекты VLEO. Сочетание высокого разрешения съемки, инновационных двигателей и надежности работы делает ее важной областью для оборонных и разведывательных операций. В таком свете сверхнизкие орбиты могут сыграть ключевую роль в стратегии космической обороны. Об этом говорил генерал Джеймс Дикинсон, возглавлявший Космическое командование США, и другие высокопоставленные военные. В предыдущем выпуске «Коммерсант-Науки» мы рассматривали низкоорбитальную (на высоте 1000 км) группировку инфракрасного обнаружения гиперзвуковых целей. Нет сомнений, что при снижении до 200 км такая орбитальная сеть поднимет свою эффективность во много раз.