Opady na kosmicznym wysypisku śmieci: Czemu ważne jest sprzątanie śmieci na orbicie?
Ludzie już ponad pół wieku badają kosmos. W tym czasie wysłano tam wiele przedmiotów, zwłaszcza sztucznych satelitów. Ich fragmenty mogą powodować bardzo poważne szkody. Czy są jakieś sposoby na "posprzątanie" orbity?
Obiekty poruszające się w kosmosie wpływają na ludzkość bez przerwy. Korzystamy z nawigacji GPS, telewizji satelitarnej lub śledzimy prognozę pogody, które biorą informacje z satelitów. Niewiele osób potrafi sobie wyobrazić, ile satelitów, stacji orbitalnych, ale także kosmicznych śmieci porusza się ponad Ziemią. Czym są właściwie kosmiczne śmieci? To praktycznie wszystko, co człowiek pozostawił i porusza się po orbicie Ziemi. Są to głównie przedmioty, które nie spełniają już żadnej funkcji i dlatego są całkowicie bezużyteczne.
Ogromna ilość śmieci
Od 1957 roku z Ziemi w kosmos wykonano około 5000 startów. Od tamtej pory w pobliżu Ziemi zgromadziło się ponad setki tysięcy małych lub większych sztucznych obiektów. Należą do nich głównie niedziałające satelity, zużyte rakiety, ale także sprzęt astronautów, taki jak rękawice, aparaty fotograficzne, szczypce lub torby na sprzęt. Waga tego materiału szacowana jest nawet na 7500 ton.
Każdy element może być niebezpieczny
Naukowcy ostrzegają głównie przed szczątkami na niższych orbitach, które również utrudniają transport w kosmos, ale także osiągają większą prędkość. Im bliżej Ziemi znajdują się kosmiczne śmieci, tym szybciej się poruszają, nawet do 56 000 km/h. Nawet bardzo mały przedmiot może spowodować wielką katastrofę. Przykładami są stacje kosmiczne MIR i ISS, których panele słoneczne zostały uszkodzone przez latające odłamki, co groziło poważnym niebezpieczeństwem dla obu stacji.
Skutki zderzenia
Niepokojący przypadek odnotowano w 2009 roku, na wysokości 800 km nad Syberią porzucony rosyjski satelita Kosmos-2251 zderzył się z amerykańskim satelitą telekomunikacyjnym systemu Iridium. Po incydencie obie maszyny rozpadły się na ponad 2000 fragmentów kosmicznych śmieci. Dwa lata wcześniej doszłoby do podobnej katastrofy, lecz szczątki rosyjskiego satelity wojskowej minęły o około 8 km Airbusa A340 z 270 pasażerami na pokładzie.
Ryzyko zwane Envisat
Największym i najbardziej ryzykownym obiektem teledetekcji w Europie jest satelita Envisat Europejskiej Agencji Kosmicznej. Wystrzelona w marcu 2002 roku ma wymiary 4 × 4 × 10 m. Naszą planetę okrąża w 101 minut, a jej satelita może zebrać nawet jeden petabajt danych. Ten satelita stanowi poważne zagrożenie. Przynajmniej raz w roku obok niego przelatują dwa inne satelity w odległości około 200 metrów. Gdyby doszło do kolizji, mogłoby to wywołać reakcję łańcuchową, zwaną zespołem Kesslera. Ta z kolei by mogła utrudnić ludzkości wyprawy w kosmos na wiele lat.
Na razie obserwujemy
W tej chwili specjaliści od kosmicznych śmieci jedynie obserwują kolizje lub zapobiegają im. Mogą to robić dzięki radarom i teleskopom z Ziemi. Fragmenty większe niż 10 cm są dla nich z łatwością zauważalne. Nadal jednak poszukuje się odpowiedniego rozwiązania w celu oczyszczenia śmieci. Naukowcy zastanawiają się, czy lepiej użyć promów, czy zainstalować tak zwane próżnie kosmiczne, które przyciągałyby małe cząsteczki do siebie. Innym możliwym rozwiązaniem są lasery, które za pomocą swoich promieni mogłyby zlokalizować śmieci. Istnieje też aerożel wyłapujący nawet małe odłamki. Żadna z tych możliwości nie jest jednak aktualnie do zrealizowania ze względów finansowych i technicznych.
Nowa nadzieja?
W 2018 roku satelita Remove-Debris pomyślnie zdał test. Od głównego satelity odłączył się wówczas CubeSat DebriSat 1. Po oddaleniu się na kilka metrów ten element został z powodzeniem złapany z użyciem wystrzelonej z RemoveDEBRIS sieci. Z czasem eksperyment będzie rozszerzony o harpun, aby ułatwić łapanie. Śmieci powinny następnie spalić się w atmosferze.
Columbia też zapłaciła za kosmiczne śmieci
Odstraszającym przykładem jest katastrofa promu kosmicznego Columbia. Paradoksalnie najwięcej śmieci w 2003 roku wyprodukował właśnie ten samolot. Już koło 80 sekund po starcie kawałek utwardzonej pianki izolacyjnej wypadł z zewnętrznego zbiornika paliwa. Ten element uderzył w krawędź lewego skrzydła maszyny i zakłócił jej ochronę termiczną. Przy zejściu do atmosfery, gorące powietrze dostało się na skrzydła, niszcząc strukturę promu i powodując jego rozpad. Cała siedmioosobowa załoga zginęła.