Весной 2025 года завершилась необычная история, начавшаяся еще во времена СССР. Аппарат «Космос-482» отправили к Венере в 1972 году, но добраться до соседней планеты он так и не смог. Из-за технической неисправности зонд остался на околоземной орбите и провел там больше пяти десятилетий. Все это время его высота постепенно уменьшалась. В мае 2025 года аппарат наконец вошел в атмосферу Земли. Но ученых заинтересовало не только само возвращение советского зонда, загадка скрывалась в другом.
Почему «Космос-482» не долетел до Венеры
Советский зонд «Космос-482» стартовал 31 марта 1972 года. Он был частью программы по изучению Венеры и должен был покинуть окрестности Земли. План нарушила неисправность разгонной ступени. Аппарат не получил нужную скорость и оказался заперт на околоземной орбите.
Там он оставался следующие 53 года. Постепенно орбита снижалась из-за воздействия верхних слоев атмосферы. Развязка наступила 10 мая 2025 года. По данным Роскосмоса, «Космос-482» вошел в атмосферу в 06:24 по всемирному координированному времени. Предполагаемым районом падения стал Индийский океан к западу от Джакарты.
Перед возвращением аппарата специалисты внимательно следили за его движением. Точное место возможного падения долго оставалось неизвестным. Среди территорий, над которыми могла пройти последняя часть траектории, называли и Польшу.
Новый алгоритм ошибся всего на две минуты
Возвращение «Космоса-482» стало удобным материалом для испытания новой системы прогнозирования схода объектов с орбиты. Ученые взяли архивные сведения о движении аппарата и провели расчеты уже после события.
Алгоритм получил время 06:22 UTC. Официально вход в атмосферу произошел в 06:24 UTC. Расхождение составило всего две минуты, при этом расчетный диапазон возможной ошибки достигал 11,4 минуты.
Такая точность нужна не только ради красивых цифр. На низкой околоземной орбите аппарат способен двигаться со скоростью около 7,8 километра в секунду. За минуту он проходит по траектории примерно 460 километров. Ошибка на десять минут уже дает разницу примерно в 4600 километров.
При этом результат с «Космосом-482» нельзя считать прогнозом, сделанным заранее. Исследователи использовали известные орбитальные данные после возвращения аппарата. Фактически они проверяли, смогла бы модель правильно рассчитать уже произошедшее событие.
Как ИИ помогает следить за космическим мусором
Метод создали специалисты из Индонезийского национального агентства исследований и инноваций, Технологического института Бандунга и Университета Халифы в ОАЭ. Работа опубликована в журнале Acta Astronautica.
В основе системы лежат обычные физические расчеты, дополненные нейронной сетью. Модель учитывает земную гравитацию, форму планеты и сопротивление разреженной атмосферы. Искусственный интеллект отвечает за изменение баллистического коэффициента. Этот параметр связан с тем, насколько сильно атмосфера тормозит летящий объект.
Положение аппарата во время снижения постоянно меняется. Особенно заметно это у спутников с солнечными панелями и у отработанных ракетных ступеней. При вращении меняется площадь поверхности, которая встречает поток воздуха. Из-за этого скорость снижения тоже может меняться.
Для обучения системы использовали орбитальные сведения за 11 лет. В этот период вошел полный цикл солнечной активности. Алгоритм также получает данные о состоянии Солнца и геомагнитной обстановке. Во время расчета траектории значение баллистического коэффициента пересматривается каждые три часа.
Испытания на телескопе NASA и китайской ракете
Одним «Космосом-482» исследователи не ограничились. Второй проверкой стал космический телескоп NASA NEOWISE, сошедший с орбиты 2 ноября 2024 года. Система рассчитала время 00:54 UTC. Фактическое значение составляло около 00:49 UTC, поэтому разница достигла пяти минут (читайте также: Ученые проникли в пещеру, которая была изолирована в течение 5 миллионов лет, и обнаружили в ней то, что их сильно удивило).
Еще одним объектом стала верхняя ступень китайской ракеты «Чанчжэн-4Б». Ее фрагменты заметили над юго-востоком Испании 26 марта 2023 года. Наблюдения велись примерно с 22:33 до 22:36 UTC, а алгоритм получил время 22:45. Расхождение оказалось заметнее, но не вышло за рассчитанный диапазон неопределенности.
Ученые также сравнили результаты с более простым методом, где баллистический коэффициент не менялся. Для NEOWISE и ступени ракеты такие расчеты дали менее точные значения. В отдельных случаях разница доходила до нескольких десятков минут. Это показало, что меняющееся сопротивление атмосферы стоит учитывать при прогнозировании падения спутников и космического мусора.
Зачем нужно точнее рассчитывать падение аппаратов
Количество объектов на земной орбите продолжает увеличиваться. Вместе с действующими спутниками вокруг планеты движутся старые аппараты, отработанные ступени и другие фрагменты. Со временем часть этого космического мусора возвращается в атмосферу.
Большая часть материала разрушается и сгорает во время спуска. Но отдельные детали крупных аппаратов способны долететь до поверхности. Чем точнее специалисты знают время входа в атмосферу, тем меньше становится возможная зона падения и тем проще оценить потенциальный риск.
Пока новая технология прошла проверку только на трех завершившихся случаях. Причем для каждого объекта у исследователей была большая история наблюдений. Следующий вопрос — сможет ли система показать такую же точность для новых спутников, о которых накоплено гораздо меньше данных (читайте также: Советский зонд совершил посадку на Венере и передал данные, которые до сих пор приводят в шок ученых).
Есть и еще одно ограничение. Даже очень точное время возвращения не дает координаты падения с точностью до нескольких километров. На последнем участке полета многое зависит от формы аппарата, его вращения, состояния атмосферы и разрушения конструкции. Поэтому история «Космоса-482» пока не стала доказательством универсальности нового метода. Зато аппарат, который так и не достиг Венеры, спустя полвека все же оказался полезен науке — уже совсем в другой роли.