"Kosmiczna stacja paliw". Pomysł Amerykanów może namieszać na orbicie

Amerykańska firma Orbit Fab pracuje nad ambitnym projektem stworzenia "kosmicznej stacji paliw". Innowacyjny system tankowania satelitów i stacji kosmicznych na orbicie mógłby pomóc w ograniczeniu ilości powstających w przestrzeni śmieci. Wiele z nich to stare satelity, którym skończyło się paliwo lub minął ich okres przydatności.

Pierwszy sztuczny satelita Ziemi, czyli Sputnik 1, został wystrzelony przez ZSRR na orbitę 4 października 1957 r. Drugi, również radziecki, trafił tam 3 listopada 1957 r. Na pokładzie Sputnika 2 znajdowała się suczka Łajka, pierwsze zwierzę w kosmosie, które swoim życiem przypłaciło wyścig mocarstw o podbój kosmosu. W kolejnym roku na orbitę dotarli również Amerykanie. Na początku 1958 r. wysłali w kosmos satelitę Explorer 1. Był on pierwszym projektem NASA, instytucji, która od tej pory koordynowała amerykańskie wysiłki kosmiczne.

Od momentu wysłania pierwszego satelity w kosmos minęło ponad 66 lat, a na orbicie wiele się zmieniło. Trafia tu coraz więcej urządzeń. Według danych Europejskiej Agencji Kosmicznej od 1957 r., czyli od momentu rozpoczęcia ery kosmicznej, na orbitę trafiło blisko 17 tys. satelitów, a ok. 11,5 tys. z nich wciąż znajduje się w kosmosie. Część z nich dalej działa. Zdaniem amerykańskiej organizacji non-profit promującej naukę Union of Concerned Scientists pod koniec 2022 r. wokół Ziemi krążyło łącznie 6718 aktywnych satelitów. Oznacza to, że w 2022 r. było tam o 2 tys. działających urządzeń więcej niż w 2021 r.

Dane za 2023 r. najprawdopodobniej pokażą kolejne wzrosty w tym obszarze. Sama kosmiczna firma Elona Muska SpaceX tylko w tym roku przeprowadziła 90 startów, a większość z nich była poświęcona satelitom Starlink. Warto jednak pamiętać, że orbita okołoziemska to nie tylko satelity. Znajdują się tutaj też Międzynarodowa Stacja Kosmiczna czy chińska stacja kosmiczna Tiangong.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Obecność człowieka w kosmosie to nie tylko ogromny sukces, ale i spory problem. Tam, gdzie są ludzie, są i śmieci. ESA szacuje, że masa wszystkich obiektów kosmicznych znajdujących się obecnie na orbicie wynosi 11,5 tys. ton. Dane z 2021 r. pokazują, że wśród nich jest:

• 36,5 tys. kosmicznych śmieci większych niż 10 cm,
• Milion kosmicznych śmieci o średnicy od ponad 1 cm do 10 cm,
• 130 milionów kosmicznych śmieci o średnicy od ponad 1 mm do 1 cm.

Jak wyjaśnia Maciej Myśliwiec ze SPACE AGENCY, "problem kosmicznych śmieci jest oczywiście wynikiem wzrostu liczby satelitów i realizowanych lotów załogowych, ale także samego sposobu wynoszenia ładunków na orbitę". – W miarę jak kolejne kraje i firmy wysyłają swoje rakiety, liczba obiektów na orbicie rośnie, zwiększając ryzyko kolizji pomiędzy nimi, a także z pojazdami załogowymi, co może powodować zagrożenie życia astronautów. Orbitalne kolizje potęgują to zagrożenie, prowadząc do efektu znanego jako syndrom Kesslera – łańcuchowej reakcji kolizji, zwiększającej ilość kosmicznych odpadów – mówi nam ekspert.

Śmieci w kosmosie są więc nie tylko problemem "estetycznym", ale istotnym zagrożeniem dla przyszłej eksploracji kosmosu. Zderzenia satelitów z odpadami w kosmosie mogą też wywołać skutki, które odczujemy na własnej skórze. Od prawidłowo działającej infrastruktury satelitarnej zależy wiele usług, z których korzystamy na Ziemi. Najprostszymi przykładami są łączność satelitarna, nawigacja, zarządzanie ruchem lotniczym czy nawet prognozowanie pogody.

Do tej pory nie stworzono skutecznych mechanizmów usuwania kosmicznych odpadów, ale wiele agencji kosmicznych oraz firm wciąż poszukuje potencjalnie skutecznych rozwiązań. Jedną z nich jest właśnie firma Orbit Fab, pracująca nad koncepcją "kosmicznej stacji paliw". Taka stacja miałaby umożliwiać tankowanie m.in. satelitów w kosmosie. W ten sposób utrzymywałyby się one we właściwym miejscu na orbicie i nie stanowiły większego zagrożenia. Orbit Fab nie jest jednak pionierem. Już w 2007 r. w ramach misji Orbital Express testowała ten pomysł NASA we współpracy z DARPA - amerykańską agencją rządową zajmującą się rozwojem technologii wojskowej i Boeingiem.

Serwis CNN zwraca uwagę, że Orbit Fab nie ma planów zajęcia się istniejącą flotą satelitów. Zamiast tego chce skupić się na tych, które jeszcze nie zostały wprowadzone na rynek. Firma zamierza wyposażyć je w specjalny port, nazywany RAFTI, który umożliwiłby ich tankowanie w kosmosie. Orbit Fab dostarczyłaby na orbitę "kosmiczne stacje paliw", z których satelity i inne urządzenia mogłyby pobierać paliwo.

Firma testuje swoją technologię od 2018 r. Kolejny jej sprawdzian odbędzie się w 2024 r. Daniel Faber, dyrektor generalny Orbit Fab w rozmowie z CNN przekazał: "dostarczamy paliwo na orbitę geostacjonarną na potrzeby misji, której podejmuje się Laboratorium Badawcze Sił Powietrznych". Jego zdaniem pomysł tankowania w kosmosie cieszy się "dużym zainteresowaniem ze strony całego rządu USA".

Orbit Fab planuje też współpracę z sektorem prywatnym. Już teraz wiadomo, że pierwszym prywatnym klientem firmy będzie Astroscale, japońska firma zajmująca się serwisem satelitów. Japończycy opracowali LEXI - pierwszego satelitę przeznaczonego do tankowania. Jego uruchomienie najprawdopodobniej odbędzie się w 2026 r.

Zapytaliśmy eksperta, w jaki sposób "kosmiczna stacja paliw" pomogłaby w rozwiązaniu problemu kosmicznych śmieci i ułatwiła zaopatrywanie obiektów przebywających w kosmosie w paliwo. Zdaniem Macieja Myśliwca jest to ciekawy pomysł, ale jednocześnie wymagający. Zwłaszcza że rozwiązanie powinno być nie tylko skuteczne, ale i optymalne pod względem kosztów.