Problem śmieci kosmicznych się pogarsza

Zanim ludzie zaczęli po raz pierwszy wysyłać obiekty na orbitę Ziemi, przestrzeń kosmiczna wokół naszej planety była przejrzysta i czysta. Ale uruchomienie Sputnika 1 w październiku 1957 zmieniło wszystko. Od tego czasu kosmiczne śmieci gromadziły się, a liczba bezużytecznych, niedziałających satelitów znacznie przewyższała liczbę obiektów operacyjnych na naszej orbicie.

Nowy raport roczny Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) wykazał, że chociaż zdaliśmy sobie sprawę z problemu i podjęliśmy w ostatnich latach kroki w celu jego złagodzenia, kroki te obecnie nie nadążają za samą skalą śmieci kosmicznych.

Wszystkie kraje podróżujące w kosmos przyczyniły się do powstania tego problemu, który jest znaczący: ponieważ coraz więcej niepotrzebnych obiektów zasiedla przestrzeń w pobliżu Ziemi, wzrasta ryzyko kolizji, która w miarę rozbijania się i niszczenia obiektów wytwarza jeszcze więcej śmieci kosmicznych.

Zagrożenia były widoczne w zeszłym roku. Nie tylko obserwowaliśmy, jak dwa duże martwe satelity prawie się zderzyły, ale Międzynarodowa Stacja Kosmiczna musiała trzykrotnie wykonać awaryjne manewry, aby uniknąć zderzenia z kosmicznymi śmieciami.

Jednak według raportu ESA kolizje nie są nawet bliskie tego, aby były największym problemem. W ciągu ostatnich 10 lat zderzenia były odpowiedzialne za zaledwie 0,83 procent wszystkich zdarzeń związanych z kosmicznymi śmieciami.

„Największym czynnikiem przyczyniającym się do obecnego problemu śmieci kosmicznych są eksplozje na orbicie spowodowane pozostałą energią – paliwem i bateriami – na pokładzie statków kosmicznych i rakiet” – powiedział Holger Krag, szef programu bezpieczeństwa kosmicznego ESA.

„Pomimo od lat stosowanych środków zapobiegających temu, nie widzimy spadku liczby takich zdarzeń. Tendencje w kierunku usuwania [śmieci kosmicznych] po zakończeniu misji poprawiają się, ale w wolnym tempie”.

Problem śmieci kosmicznych pojawił się po raz pierwszy w latach sześćdziesiątych XX wieku, ale zidentyfikowanie i wdrożenie środków łagodzących zajęło dużo czasu. Teraz narody podróżujące w kosmos znacznie lepiej planują to, co stanie się z satelitami i rakietami po zakończeniu ich misji.

Rakiety wielokrotnego użytku są duże, chociaż technologia jest wciąż w powijakach. Przez dziesięciolecia silniki rakietowe po prostu oddalały się, gdy tylko dostarczyły swoje ładunki na niską orbitę okołoziemską. Niektóre z tych odrzuconych boosterów [rakieta nośna, silnik rakietowy pomocniczy] istnieją na orbicie od dziesięcioleci.

Inne środki łagodzące obejmują projektowanie i budowanie statków kosmicznych, które mogą lepiej wytrzymać surowe warunki kosmiczne bez rozpadu; uwolnienie zmagazynowanej energii i paliwa, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wybuchu “wymarłego” statku kosmicznego; po zakończeniu misji statku kosmicznego przenoszenie go na bezpieczniejszą orbitę.

Oznaczałoby to albo „orbitę cmentarną” wysoko nad przestrzenią położoną nisko nad Ziemią używaną przez działające statki kosmiczne, albo sprowadzenie go do atmosfery ziemskiej, aby spłonąć po ponownym wejściu do niej.

Ale nawet przy tych działaniach co roku przez ostatnie dwie dekady dochodziło do 12 wydarzeń związanych z rozpadaniem się śmieci kosmicznych na mniejsze fragmenty. Liczba ta rośnie, a każde zdarzenie rozpadania, potencjalnie wprowadza tysiące kawałków drobnego gruzu na orbitę Ziemi. Przy prędkościach orbitalnych nawet najmniejsze odłamki mogą spowodować uszkodzenie działającego satelity.

Według modelu statystycznego ESA istnieje ponad 130 milionów fragmentów antropogenicznych śmieci kosmicznych mniejszych niż milimetr. Jedynym sposobem, w jaki możemy mieć nadzieję na rozwiązanie problemu, jest wspólna praca.

Dobra wiadomość jest taka, że w ostatniej dekadzie nastąpił wzrost liczby krajów podróżujących w kosmos, które stosują się do międzynarodowych wytycznych. Te, które nie są zgodne z wytycznymi dotyczącymi orbity, są coraz bardziej skłonne do przestrzegania środków łagodzących skutki kosmicznych śmieci.

Ale sposób, w jaki wykorzystujemy przestrzeń, się zmienia. Coraz powszechniejsze stają się roje satelitów, małe satelity i „konstelacje”. Sam StarLink SpaceX umieścił setki satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej. Tak więc, jak twierdzi ESA, ważniejsze niż kiedykolwiek jest to, aby wszyscy współpracowali, aby nasz mały zakątek przestrzeni był jak najbardziej czysty.

„Przyspieszający wzrost liczby satelitów wystrzeliwanych na niską orbitę okołoziemską jest wyraźnie widoczny w naszym najnowszym raporcie” – powiedział Tim Florer, szef Biura Kosmicznych Śmieci ESA.

„Aby nadal czerpać korzyści z nauki, technologii i danych, które przynosi operowanie w kosmosie, konieczne jest osiągnięcie lepszej zgodności z istniejącymi wytycznymi dotyczącymi ograniczania zanieczyszczeń kosmicznych w projektowaniu i eksploatacji statków kosmicznych. Nie można tego wystarczająco podkreślić – ma to zasadnicze znaczenie dla zrównoważonego użytkowania przestrzeni”.

ESA aktywnie pracuje nad rozwiązaniami. Zlecił realizację projektu polegającego na próbie zbierania kosmicznych śmieci, a test proof-of-concept* planowany jest na 2025 r. Próbują również opracować technologię automatyzacji manewrów unikania kolizji, tak aby kontrolerzy nie musieli śledzić i kontrolować każdego elementu wyposażenia lub wycofanego z eksploatacji satelity w niskiej orbicie okołoziemskiej

[*Dowód koncepcji, zwany również dowodem zasady, to realizacja określonej metody lub idei w celu wykazania jej wykonalności lub demonstracja w zasadzie w celu sprawdzenia, czy jakaś koncepcja lub teoria ma praktyczny potencjał.]

A środki takie jak ocena zrównoważonego rozwoju przestrzeni kosmicznej mogą pomóc narodom w opracowywaniu technologii kosmicznych, zapewniając punkt odniesienia, do którego należy się stosować.

„Śmieci kosmiczne stanowią problem dla środowiska bliskiego Ziemi w skali globalnej, do którego przyczyniły się wszystkie kraje podróżujące w kosmos i dla którego odpowiedzią może być tylko globalnie wspierane rozwiązanie” – napisała ESA w swoim raporcie.

Źródło: Michelle Starr

ESA’s Annual Space Environment Report

The current state of space debris

Automating collision avoidance

Recognising sustainable behaviour

Zdjęcia: NASA

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x