Gra Space Debris: dlaczego kosmiczne śmieci to rosnący problem

(Ilustracje: Ibrahim Reintkatath)

W 1957 roku Związek Radziecki wystrzelił pierwszego sztucznego satelitę, Sputnika. Od tego czasu przestrzeń nad Ziemią została zalana tysiącami satelitów i wyczerpała stopnie rakietowe oraz szczątki z wielu kataklizmów. W rezultacie dolna orbita Ziemi jest zaśmiecona rosnącą ilością śmieci, które pędzą w kosmosie z zawrotną prędkością, zagrażając satelitom, a nawet Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

W ubiegłym roku problem stał się na tyle poważny, że administracja Bidena zażądała odwołania testów niszczących satelity na orbicie. Ogłoszenie pojawiło się po tym, jak Rosja wysadziła martwego satelitę w 2021 roku, tworząc ogromne pole gruzu, które zagroziło astronautom na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wraz z innymi satelitami.

W przyszłości, jeśli społeczność międzynarodowa nie znajdzie sposobu na uregulowanie kosmicznego Dzikiego Zachodu, problem śmieci będzie się tylko pogłębiał. Każdego roku dochodzi do dziesiątek bliskich kolizji między aktywnymi satelitami lub kawałkami gruzu. Im więcej satelitów zalewa orbitę Ziemi, tym większe są szanse na to. Im więcej kolizji, tym więcej gruzu – wszystko to napędza to, co wielu obawia się, że stanie się niszczycielskim cyklem.

Niższa orbita Ziemi jest zatłoczona wieloma obiektami – w tym działającymi satelitami, a także kosmicznymi śmieciami, takimi jak niedziałające satelity, zużyte stopnie rakiet oraz szczątki pochodzące z uderzeń rakiet i kolizji.

działające satelity

Według LeoLabs, firmy śledzącej satelity i szczątki na niższej orbicie Ziemi, na dzień 9 stycznia krąży wokół Ziemi ponad 6000 aktywnych satelitów. Niektóre są małe, mniej więcej wielkości pudełka po butach; Inne są znacznie większe. Ich funkcje są bardzo zróżnicowane, od dostarczania usług telewizyjnych i internetowych po GPS i monitorowanie pogody.

nieczynne satelity

Satelity nie mogą żyć wiecznie. W końcu kończy się paliwo lub działa nieprawidłowo i staje się gigantycznymi kawałkami śmieci latającymi wokół Ziemi. Obecnie na niskiej orbicie znajduje się ponad 1800 uszkodzonych satelitów. Zgodnie z obowiązującymi przepisami Stany Zjednoczone wymagają deorbitacji satelitów – czyli spalenia się w ziemskiej atmosferze – po 25 latach. Jednak wielu uważa, że ​​przepisy są zbyt luźne i że satelity powinny być wcześnie deorbitowane.

READ  Oczekuje się, że Chiny podejmą w piątek próbę ambitnego lądowania na Marsie, sprowadzając lądownik i łazik na Czerwoną Planetę.

bułka tarta

Przez lata astronauci spacerujący w kosmosie upuszczali osłonę obiektywu aparatu, śrubokręt, a nawet łyżkę – dodając do dziwacznej kolekcji obiektów na orbicie, która obejmuje zużyte części statku kosmicznego i kawałki śmieci wielkości piłki baseballowej.

Nawet małe kawałki gruzu — nakrętka lub nawet plamka farby — mogą spowodować poważne uszkodzenia przestrzeni.

Wyczerpane etapy pocisków

Kiedy rakiety wchodzą na orbitę, często odrzucają górne stopnie, które mają swoje silniki i paliwo. Jeśli nie spalą się w atmosferze lub nie wrócą na Ziemię, dołączą do chmury kosmicznych śmieci na niskiej orbicie okołoziemskiej. Wiele z nich jest mniej więcej wielkości szkolnego autobusu i wiruje dziko, gdy poruszają się w kosmosie. W sumie na niższej orbicie okołoziemskiej znajduje się około 1000 zużytych stopni rakiet o różnych rozmiarach.

Stany Zjednoczone i prywatne firmy, takie jak LeoLabs, śledzą dziesiątki tysięcy kosmicznych śmieci, w tym działające i nieoperacyjne satelity, rakiety i nieznane obiekty. Ale jest tak wiele elementów, które są zbyt małe, aby je zobaczyć. NASA szacuje, że tak około 500 000 sztuk Ich średnica waha się od 1 do 10 centymetrów krążących wokół Ziemi i zawiera ponad 100 milionów cząstek większych niż 1 milimetr. (Agencja podała, że ​​w styczniu ubiegłego roku ilość materiału na orbicie wynosiła ponad 9 000 ton metrycznych).

A ponieważ coraz więcej firm zalewa orbitę Ziemi coraz większą liczbą satelitów, rośnie obawa, że ​​kolizje – które skutkowałyby tylko większą ilością śmieci – są nieuniknione, postawił hipotezę. Naukowiec z NASA Donald J. Kesslera w 1978 roku.

Jeśli nic nie zostanie zrobione, przestrzeń kosmiczna może zostać tak zanieczyszczona, że ​​stanie się niebezpieczna dla eksploracji przez ludzi i może narazić niektóre z najbardziej czułych satelitów na świecie, które są wykorzystywane do globalnego pozycjonowania (GPS) i ostrzegania o rakietach, w niebezpieczeństwie.

READ  Skamieniałości kości mamuta ujawniają masakrę ludzi w Nowym Meksyku

Pomimo rosnącej liczby startów kosmicznych i śmieci, istnieje bardzo niewiele zasad ruchu drogowego w kosmosie. Chociaż Pentagon wydaje ostrzeżenia o potencjalnych kolizjach, nie może nakazać operatorowi statku kosmicznego usunięcia się z drogi.

Na szczęście istnieje szereg kroków, które rządy i firmy podejmują w celu ograniczenia problemu kosmicznych śmieci. Administracja Bidena wezwała do zakazania wszelkich niszczycielskich testów antysatelitarnych, a ostatnio Pentagon wystrzelił program o nazwie Orbital Primew ramach Sił Kosmicznych Stanów Zjednoczonych, które przekażą firmom pieniądze zalążkowe na rozwój technologii potrzebnej do oczyszczenia kosmosu.

Obejmuje to chwytanie dużych obiektów i wyciąganie ich z orbity (jedna firma współpracująca z Europejską Agencją Kosmiczną sugeruje użycie statku kosmicznego z dużymi ramionami, które mogłyby działać jak pułapka na muchy), tankowanie lub naprawianie ich, aby działały dłużej i manewrowanie w kosmosie.

Aby śledzić szczątki orbity, Pentagon i firmy komercyjne polegają na sieci naziemnych radarów i teleskopów optycznych. Według organizacji badawczej Secure World Foundation, radary mogą mierzyć odległość do swoich celów, a niektóre mogą śledzić więcej niż jeden obiekt na raz. Teleskopy zbierają światło odbite od gruzu i mogą szybko objąć duże obszary na dużych wysokościach. Amerykańskie Siły Kosmiczne twierdzą, że śledzą w kosmosie ponad 40 000 obiektów wielkości pięści lub większych. Ale na orbicie znajduje się co najmniej 10 razy więcej mniejszych obiektów, których Pentagon nie może wiarygodnie śledzić.

W końcu wielu urzędników kosmicznych twierdzi, że sprzątanie kosmosu będzie wymagało współpracy zagranicznych rządów.