Project West Ford: як США вивели на орбіту мільйони мідних голок

Проєкт West Ford розробили фахівці MIT Lincoln Laboratory. Задум полягав у тому, щоб з'ясувати, чи здатна хмара металевих диполів працювати як пасивний ретранслятор для далекого радіозв'язку. У корисне навантаження завантажили близько 480 мільйонів мідних голок завдовжки приблизно 1,8 сантиметра кожна — вони мали діяти як мініатюрні антени, розсіюючи сигнал із наземної станції.

Цю цифру варто уточнити: ідеться про кількість елементів у всьому навантаженні, а не про число голок, які зрештою розділилися й почали обертатися навколо Землі поодинці. За оцінкою NASA, самостійно розійшлися приблизно 120–215 мільйонів диполів, решта залишилася у скупченнях. "Це була корисна хмара, але не суцільний металевий лист", — так автори пояснюють принцип роботи системи.

Небо над планетою не вкрилося суцільним шаром: мільйони голок розподілилися на величезній площі й залишалися надзвичайно розрідженими. Завданням було визначити, чи опиниться достатньо диполів одночасно в зоні, яку "бачать" передавальна та приймальна антени.

Першу спробу зробили ще 1961 року, але тоді диполі не вдалося розгорнути як слід. Покращений запуск 1963-го виявився вдалішим: приблизно за 40 днів навколо Землі сформувався замкнений пояс. Механізм із пружиною виштовхував контейнер із щільно упакованими голками, після чого вони поступово розділялися в орбітальну хмару.

Спершу система показувала непогані результати. За даними Lincoln Laboratory, поки диполі залишалися відносно сконцентрованими, швидкість передавання інформації сягала 20 тисяч бітів на секунду. У міру розпорошення металевої хмари ефективність падала: дедалі менше голок потрапляло в область, охоплену одразу двома антенами. "Поширення матеріалу створило кільце, але водночас розбавило матеріал, який робив це кільце корисним", — зазначає автор публікації.

Саме ця суперечність і стала головною проблемою West Ford: розгортання диполів було потрібне для формування відбивача, але надмірне розсіювання поступово послаблювало радіоканал. Проєкт викликав занепокоєння й в астрономів, адже металеві об'єкти опинилися в тому самому середовищі, яке використовують для спостереження за надзвичайно слабкими радіосигналами. Тож успіх експерименту з погляду військового зв'язку означав проблеми для інших досліджень.

Доля голок виявилася неоднаковою. Окремі через малі розміри відносно швидко втрачали орбіту, зокрема під тиском сонячного випромінювання, тоді як більші скупчення трималися в космосі значно довше. 2013 року NASA повідомляла про 46 каталогізованих скупчень.

Зрештою пасивна система не стала основою глобального зв'язку: активні супутники виявилися практичнішими, а West Ford вимагав складного наземного обладнання й мав обмежені можливості.