Vesolje je že eno veliko smetišče

Okoli Zemlje potuje 5.500 ton razbitin

V diplomski nalogi, ki sem jo zaključila v začetku septembra 2014, sem obravnavala problem vesoljskih odpadkov, vlogo satelitske geodezije pri spremljanju in evidentiranju vesoljskih odpadkov ter nekatere metode za njihovo odstranjevanje, ki so šele v razvoju.

Kopičenje smeti pa naj bi se vsako leto povečalo še za 5 %, kar predstavlja nepredstavljivo nevarnost tako za vesoljski promet kot za življenje na Zemlji in alarm za ukrepanje.

Vesoljski odpadki, znani tudi kot orbitalne razbitine, vesoljske razbitine, vesoljske smeti, so kolekcija objektov v vesolju in orbiti okoli planeta Zemlje, ki jih je tja poslal človek in dolgoročno niso več v uporabi ter že dolgo ne služijo več svojemu namenu, vendar jih človek iz vesolja ni odstranil. Med vesoljske odpadke tako štejemo dele odsluženih vesoljskih raket, raketne stopnje, nefunkcionalne satelite in njihove dele, vse delce, ki so nastali ob trkih različnih objektov med seboj, eksplozijah in eroziji. Med vesoljske odpadke štejemo tudi nedelujoča vesoljska plovila, izgubljeno opremo, ojačevalce, dodatna dinama, polnilce, baterije, motorje v več stopenjskih raketah, odpadke, ki so nastali v času hladne vojne in v času testiranja anti-satelitskega orožja in še mnogo drugih. Orbite teh objektov, ki krožijo v vesolju, pogosto prekrivajo trajektorije novih, delujočih objektov v vesolju in zato predstavljajo potencialno nevarnost za trke z delujočimi, uporabnimi vesoljskimi plovili in lahko tako povzročijo veliko škode. Veliko nevarnost pa predstavljajo tudi raketne stopnje, saj te velikokrat vsebujejo neizgorelo gorivo, ki predstavlja potencialno nevarnost, da eksplodira in povzroči nastanek še več novih odpadkov v vesolju.

Odpadki se v vesolju kopičijo od prve izstrelitve ruskega satelita Sputnik 1, leta 1957, in danes predstavljajo resen problem, ovirajo nadaljnje misije v vesolje in počasi bodo začeli ogrožati tudi življenje na Zemlji.

Trenutno je popisanih že okoli 22.000 delcev odpadkov, ki so večji od petih centimetrov (NASA, 2014), in 300.000 delcev, ki so manjši od enega centimetra – pod orbito na 2.000 km višine. Veliko manjše število pa je odpadkov, ki so večji od 10 cm. Vsi ti odpadki ovirajo misije v vesolju, pred katerimi se morajo te zaščititi ali se jim izogniti, da ne pride do trkov in posledičnega uničenja misije in nastanka novih odpadkov. Ocenjujejo, da se je do danes v vesolju nakopičilo več kot 5.500 ton razbitin, ki so posledica več kot 50 letnega nekontroliranega in neodgovornega pošiljanja objektov v vesolje in neodgovornega ravnanja z vesoljskim prostorom. Kopičenje smeti pa naj bi se vsako leto povečalo še za 5 %, kar predstavlja nepredstavljivo nevarnost tako za vesoljski promet kot za življenje na Zemlji in alarm za ukrepanje. Trdimo lahko, da smo skoraj že dosegli kritično gostoto objektov v vesolju, zaradi katere odpadki nastajajo hitreje, kot so jih naravne sile zmožne same po sebi odstranjevati iz vesolja (z erozijo, izgorevanjem, eksplozijami).

Na splošno je problem odpadkov v tem, da se nekontrolirano in zelo hitro gibljejo po vesolju, s povprečno hitrostjo med 3 km/s in 18 km/s, in zato ob trkih z vesoljskimi objekti povzročijo še večjo škodo, kot bi jo sicer.

Na splošno je problem odpadkov v tem, da se nekontrolirano in zelo hitro gibljejo po vesolju, s povprečno hitrostjo med 3 km/s in 18 km/s, in zato ob trkih z vesoljskimi objekti povzročijo še večjo škodo, kot bi jo sicer. Veliki odpadki so obravnavani kot primarna nevarnost za delovanje vesoljske ladje in uspeh na vsaki misiji, zato danes načrtovanje misije že zahteva poglobljeno razpravo in odločitev o nadaljevanju misije, glede na oceno tveganja pač.

Vsi objekti v vesolju se vodijo v evidenci vesoljskih objektov, ki se je začela že z omenjenim Sputnikom. Katalog predstavlja zapis mnogih značilnosti populacije v orbiti in vključuje zbirko orbitalnih elementov, ki jo pridobimo s pomočjo merjenj in opazovanj. Za vpis v bazo podatkov vesoljske objekte spremljajo s teleskopi, ki imajo ogromne leče ali zrcala, s katerimi lahko opazujejo zelo temna telesa in manjše podrobnosti.

Zaradi povečane količine odpadkov v zadnjih letih se pojavljajo vse večje težnje in pritiski znanstvenikov ter nekaterih drugih organizacij in institucij po zmanjšanju vesoljskih odpadkov. V preteklosti so bile predlagane že številne rešitve, od katerih pa še nobena ni bila uresničena. Edina realna rešitev in možnost za zmanjšanje števila odpadkov v vesolju je zmerna in odgovorna raba vesoljskega prostora in skrb za trajnostni razvoj vesolja.

Prvo analizo stabilnosti vesoljskega okolja je leta 2009 naredila NASA in preučila prihodnji scenarij dogajanja v vesolju – pokazal je, da bi število vesoljskih odpadkov še vedno naraščalo, četudi človek ne bi več pošiljal nobenih misij v vesolje. To je jasen znak, da je populacija objektov v vesolju dosegla kritično točko, kar pomeni, da se mora število objektov v vesolju nujno in v najkrajšem možnem času zmanjšati. Predlogi različnih načinov odstranjevanja vesoljskih odpadkov so še v povojih in se ne bodo še tako kmalu udejanili, zato je odgovorna raba vesolja trenutno edina prava pot. Vsi objekti, ki pa še bodo poslani v vesolje, morajo imeti načrt, kako se bodo iz njega, po opravljeni nalogi, tudi varno vrnili.
Najučinkovitejši način odstranjevanja vesoljskih odpadkov je samoočiščenje, v razvoju pa so še druge metode, ki bodo v prihodnjih letih tudi preizkušene. Ena od možnosti, ki se pojavlja, so roboti, ki bi nedelujoče satelite oskrbovali z dodatnim gorivom, da bi se ti lahko varno odstranili iz vesolja. Namestitev elektrodinamičnih vrvic na vesoljska plovila ob izstrelitvi je druga od predlaganih rešitev, saj bi se na koncu življenjske dobe plovila razvile in počasi spustile iz prvotne orbite v orbito, kjer bi plovila razpadla. Kot alternativa vrvicam so bile predlagane motorne stopnje, ki vsebujejo jadra, kot dodatek za dosego istega cilja, torej razpada vesoljskih objektov atmosferi.

Ena od dobro preučenih rešitev je uporaba vozil, kontroliranih na daljavo, ki se srečujejo z odpadki, jih oskrbujejo z gorivom, izvajajo servis ali zajemajo in vračajo nazaj v centralno postajo ali deorbitirajo v pokopališčno orbito. Eno od teh vozil je komercialno razvit vesoljski infrastrukturni servis SIS (Space Infrastructure Servicing). Vozilo deluje kot majhna ploščica iz skrilja v vesolju, ki toči gorivo telekomunikacijskim satelitom v geosinhroni orbiti in deluje kot servisno plovilo, ki bo poskusno izstreljeno v prihodnjih letih. Vozilo bo s svojo prefinjeno robotiko uporabno tudi za opravljanje nujnih vzdrževalnih del na satelitih ter nalog, kot so premeščanje in stabilizacija satelitov ter vleka manjših vesoljskih objektov.
Druge alternativne možnosti za odstranjevanje vesoljskih odpadkov so še laserske metle. To so na Zemlji stacionirani laserji s sistemom svetlobne moči in pogona, katerih namen je, da pometejo vesoljske odpadke s poti drugih umetnih satelitov. Podoben predlog je zamenjava laserjev z žarki ionov. Eden od načinov so tudi ‘ribiške’ mreže, ki naj bi prinašale smeti iz vesolja nazaj na Zemljo, ter mnogo drugih.

Ena bolj razvitih metod je projekt CleanSpace One Švicarskega vesoljskega centra. Tu gre za razvoj nanosatelitov, ki bodo odšli na misijo v vesolje kot samostojni lovilci in zgrabili odpadek ter ga usmerili nazaj proti Zemljini atmosferi, kjer bosta oba, CleanSpace One in njegov ulov, zgorela ob vstopu v atmosfero.

Kljub temu in kljub vsem prototipom za odstranjevanje vesoljskih odpadkov je še vedno ena od najučinkovitejših rešitev zmerna in predvsem odgovorna raba vesoljskega prostora in težnja k trajnostno naravnanemu razvoju in varovanju vesoljskega okolja.

Članek je objavljen tudi v tiskani izdaji Replike.

---

Piše: Helena Harej  |  Foto: Jernej Černigoj