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Kessler Syndrome: System Dynamics Model

机译：凯斯勒综合症：系统动力学模型

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The present article explores the Kessler syndrome (the potentially catastrophic accumulation of debris in the low-earth orbit) through system dynamics methodology. It models satellites and three classes of debris, their fragmentation, interactions, and gradual decay over 50 years. It presents 5 scenarios: (a) a “business as usual” approach, which leads to exponential accumulation and growing rate of satellite losses, but no catastrophic chain reaction; (b) a conflict with a large-scale deployment of antisatellite weapons, leading to an accelerated accumulation and losses, but still no chain reaction; (c) electromagnetic pulse scenario modeling loss of control over satellites en masse; (d) cessation of all low earth orbit (LEO) satellite launches, illustrating high inertia of the system, which continues to produce more debris; and (e) scenario representing an attempt to mitigate the situation via direct removal of some portion of inactive satellites from the LEO. All scenarios take place in 2040. The article demonstrates the gravity of the situation and the necessity for a sustainable long-term solution, as orbital debris poses a threat to our future space operation even without triggering a catastrophic chain reaction.
机译：本文通过系统动力学方法探讨了Kessler综合征（低地球轨道上潜在的灾难性堆积物）。它可以模拟卫星和三类碎片，它们的碎片，相互作用以及在50年内的逐渐衰减。它提出了5种情况：（a）一种“一切照旧”的方法，这种方法导致卫星损耗成指数增长并不断增加，但没有灾难性的连锁反应； （b）与大规模部署反卫星武器发生冲突，导致加速积累和损失，但仍然没有连锁反应； （c）电磁脉冲情景模拟对卫星整体失去控制； （d）停止所有低地球轨道（LEO）卫星的发射，说明该系统的高惯性，并继续产生更多碎片； （e）表示试图通过直接从LEO移走部分非活动卫星来减轻这种情况的方案。所有情况都发生在2040年。本文证明了局势的严重性以及可持续的长期解决方案的必要性，因为即使没有引发灾难性的连锁反应，轨道碎片也会威胁到我们未来的太空运营。

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