Când ne gândim la gunoi, ne vin în minte lucruri precum coșurile de gunoi sau gropile de gunoi – dar există o altă problemă de gunoi, una care este greu de văzut cu ochiul liber de pe Pământ. Deșeurile spațiale, avertizează cercetătorii, sunt o problemă în creștere și, dacă nu o rezolvăm rapid, în curând ar putea fi prea mult de gestionat.
Există un total de 6.542 de sateliți care ocupă în prezent orbita Pământului, dar doar jumătate dintre ei fac de fapt ceva. Cealaltă jumătate sunt inactive – sunt pur și simplu niște gunoaie. Pentru a face lucrurile și mai problematice, peste 1.200 de sateliți au fost lansati în 2020 – acesta marchează un record, dar, în general, ne-am putea aștepta ca din ce în ce mai mulți sateliți să fie aruncați pe orbită.
Acum, imaginați-vă că într-o zi orbita Pământului devine supraaglomerată și doi astfel de sateliți mari se lovesc unul pe celălalt. Ambii sateliți s-ar sparge în bucăți mai mici care s-ar ciocni și mai mult cu alți sateliți și s-ar declanșa o serie de coliziuni de neoprit și o mulțime de bucăți de gunoi zburând în jur. Acest lucru s-a întâmplat deja de câteva ori.
Din cauza acestor ciocniri, orbita planetei noastre devine din ce în ce mai aglomerată cu resturi, în măsura în care, în cele din urmă, vom ajunge să nu avem loc să lansăm mai multe rachete și sateliți. O astfel de situație în care orbita Pământului devine complet inutilizabilă din cauza cantităților mari de deșeuri spațiale este denumită sindrom Kessler – un fenomen imaginat pentru prima dată de omul de știință al NASA Donald J. Kessler în 1978.
Din fericire, nu suntem încă în acel stadiu. Deocamdată, deșeurile spațiale nu pare a fi o mare problemă, dar experții aerospațiali sugerează că, în următorii ani, numărul lansărilor de sateliți și al misiunilor spațiale ar putea crește dramatic, iar acest lucru este probabil să adauge mai multe deșeuri în spațiu și să facă orbita Pământului mai aglomerată. decât oricând. Mai simplu spus, dacă nu începem să luăm măsuri rapid, va fi în curând prea târziu.
Ce este gunoiul spațial și de ce este periculos?
Space gunk este un termen generic. Părțile inutilizabile de sateliți, componentele rachetei și resturile de mașini create de om în spațiu sunt numite „desete spațiale”. Până acum, NASA a urmărit 27.000 de astfel de articole care se mișcă fără scop pe orbita Pământului. Aceste resturi orbitale se pot mișca cu o viteză de 24.000 km/h (15.000 mph) și, prin urmare, orice astfel de bucată de gunoi care se mișcă rapid poate lovi și distruge un satelit funcțional sau o rachetă care trece în orice moment.
Vedem deja unele dintre aceste daune în acțiune. În martie 2021, cea de-a 18-a Escadrilă de Control Spațial (18SPCS), o unitate de control spațial sub conducerea Forțelor Spațiale SUA, a confirmat că o mică bucată de resturi numită Object 48078 a lovit satelitul Yunhai 1-02 din China. Potrivit astrofizicianului Jonathan McDowell, obiectul 48078 a fost o rămășiță a lui Zenet-2, o rachetă rusă care a fost lansată în anul 1996. McDowell a adăugat în continuare că „satelitul Yunhai 1-02 s-a rupt” după ciocnire.
Cu toate acestea, astfel de coliziuni din cauza gunoiului spațial sunt încă rare. Înainte de prăbușirea Yunhai 1-02, ultima coliziune raportată a fost în 2009. Mai mult, astfel de coliziuni pot fi prevenite de controlorii misiunii prin ajustarea poziției unui satelit. În fiecare an, mulți sateliți sunt manevrați de mai multe ori pentru a evita coliziunea cu gunoaiele spațiale, chiar și Stația Spațială Internațională (ISS) a efectuat peste 20 de manevre de evitare a junkurilor de la lansarea sa în 1998.
Problema gunoiului spațial nu pare a fi o problemă mare deocamdată, dar dacă nu este tratată în mod corespunzător, poate duce la haos pe orbita planetei noastre în viitor – haos care va fi extrem de greu de rezolvat.
O problemă mică, dar în creștere
Înainte de 2010, doar în jur de 100 de sateliți au fost lansati în fiecare an, dar în anul 2020, pentru prima dată, peste 1000 de sateliți au fost trimiși în spațiu. Cifrele continuă să crească și în 2021, deoarece până acum, 1400 de noi sateliți au fost deja plasați pe orbită anul acesta.
Mai mult, în primele zile ale explorării spațiale, erau doar câteva agenții care trimiteau sateliți în spațiu – precum NASA, Roscosmos și Agenția Spațială Europeană. În zilele noastre, jucători privați activi precum SpaceX și Blue Origin au creat un boom în industria aerospațială și lansează din ce în ce mai mulți sateliți. Aceste companii intenționează să lanseze mega-constelații (grupuri de sateliți care acoperă o suprafață orbitală mare) pe orbita Pământului pentru a furniza servicii de internet wireless în bandă largă pe tot globul, în următorii ani – un proiect interesant care este obligat să ajute milioane de oameni din întreaga lume, dar care ridică și noi amenințări la adresa problemei gunoiului spațial.
Aceste mega-constelații ar aduce o creștere fără precedent a numărului de sateliți care se rotesc în jurul Pământului (un raport sugerează că orbita Pământului ar putea avea 100.000 de sateliți până în 2030). Odată cu fiecare lansare, cantitatea de deșeuri spațiale va crește, făcând orbita mai congestionată. Drept urmare, atât sateliții existenți, cât și cei noi, vor trebui să efectueze mai multe manevre de evitare a coliziunilor.
Prin urmare, s-ar cheltui mai mult combustibil și resurse pentru salvarea sateliților din deșeurile spațiale. Mai devreme sau mai târziu, odată cu un număr tot mai mare de misiuni spațiale, cantitățile tot mai mari de gunoaie spațiale ar putea crește frecvența coliziunilor în spațiul cosmic și, de-a lungul timpului, ar putea provoca în cele din urmă sindromul Kessler.
Este posibil să eliberăm orbita Pământului de deșeuri spațiale?
Curățarea deșeurilor spațiale nu este atât de ușoară pe cât pare. Pentru început, impunerea unei interdicții nu pare o idee promițătoare.
Rachetele sunt lansate pentru a explora spațiul și a colecta informații despre alte planete din galaxia noastră, în timp ce sateliții artificiali sunt plasați pe orbita Pământului pentru a facilita comunicarea, navigația, asistența militară, observarea Pământului, prognoza meteo, căutarea mineralelor și multe altele. activități care au o mare importanță pentru oameni. Prin urmare, interzicerea misiunilor spațiale și a lansărilor de noi sateliți nu este, evident, o soluție.
Curățarea orbitei planetei noastre este un proces atât costisitor, cât și complicat. Cu toate acestea, cercetătorii și agențiile spațiale lucrează la acest lucru și continuă să vină cu metode noi și interesante pentru a elimina gunoiul spațial de pe orbita Pământului.
În jurul anului 2012, un grup de cercetători care lucrează la EPFL (Institutul Federal de Tehnologie Elvețian) a venit cu ideea unui satelit special (numit CleanSpaceOne) care s-ar putea atașa de o bucată de gunoi spațial vizată și s-ar putea trage pe același înapoi spre pământ. Cercetătorii au propus că, în timpul călătoriei pe Pământ, atât satelitul, cât și gunoiul spațial vor fi arse de căldura atmosferică.
Această idee sună promițător, dar va fi și costisitoare, iar doborarea sateliților pe rând va consuma foarte mult timp.
În 2016, Agenția Japoneză de Explorare Aerospațială a trimis o legătură electrodinamică în spațiu care ar putea direcționa gunoiul spațial către atmosfera Pământului folosind câmpul magnetic al planetei. Câțiva ani mai târziu, Centrul Spațial Surrey din Marea Britanie a lansat proiectul RemoveDEBRIS în aprilie 2018, acest proiect a fost concentrat să încurajeze și să demonstreze diverse tehnologii de îndepărtare a deșeurilor spațiale. În cadrul inițiativei RemoveDEBRIS, a fost testată eficacitatea metodelor care implică plasă, harpon și vela de tragere pentru prinderea deșeurilor spațiale.
Cercetătorii de la Universitatea Purdue au dezvoltat, de asemenea, o velă de tracțiune numită Spinnaker3 în 2020. Această velă puternică de tracțiune este o modalitate eficientă și rentabilă de a face față gunoiului spațial, deoarece nu necesită combustibil în timpul funcționării sale. În plus, poate trage chiar și resturile spațiale de dimensiunea unei rachete înapoi în atmosfera Pământului, astfel încât acestea să fie distruse în pace. Spinnaker3 este de așteptat să se lanseze în noiembrie 2021 pe o rachetă Firefly.
Astroscale, o companie de îndepărtare a deșeurilor orbitale din Japonia, a lansat satelitul ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale-demonstration) în martie 2021. Acest sistem avansat de îndepărtare a resturilor folosește tehnologia de captare a sateliților magnetici pentru a alege mici sateliți inactivi de pe orbita Pământului. . ELSA-d și-a încheiat cu succes primul test de captură prin satelit pe 25 august 2021, iar acum trece la următoarele faze ale procesului său de îndepărtare a deșeurilor spațiale.
Linia de jos
Așa cum se întâmplă în general, este mai bine să previi decât să vindeci. În cazul gunoiului spațial, nu este încă o problemă mare – dar până când devine o problemă mare, poate fi prea mare pentru a fi gestionată eficient, motiv pentru care cel mai bine este să acționați cât mai repede posibil.
Experții în domeniul aerospațial urmăresc acest lucru îndeaproape și, dacă cercetările lor sunt susținute, probabil că vom vedea în curând strategii eficiente de gestionare a deșeurilor pentru spațiu – și până când suntem gata să mergem la primul nostru picnic interplanetar, vom avea o curățenie, verde (sperăm) și vedere orbitală frumoasă.