Po orbicie krąży 750 mln kosmicznych śmieci mogących uniemożliwić dalszą eksplorację kosmosu. Opracowywane są innowacyjne sposoby na ich zebranie

Ponad 750 milionów kosmicznych śmieci większych niż 1 cm w każdej chwili może zderzyć się z satelitami, niszcząc je lub zmieniając ich trajektorię. Niewykluczona jest także kolizja, która uniemożliwi przyszłe misje kosmiczne. Rozwiązaniem przyszłości są satelity ekologiczne, które spalają się po 15 miesiącach. Kluczowe jest jednak stopniowe sprzątanie kosmicznego „cmentarzyska”, m.in. za pomocą specjalnych kosmicznych harpunów.

Europejska Agencja Kosmiczna szacuje, że na orbicie okołoziemskiej krąży ok. 20 tys. śmieci o łącznej masie ponad 8 tys. ton, nad którymi nie ma żadnej kontroli. Łącznie z małymi fragmentami, niewiele większymi od fragmentów marmuru, ich liczba przekracza 750 milionów. Zagrażają one nie tylko innym satelitom, ale także astronautom na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

– Problem śmietnika na orbicie został już zaadresowany przez Europejską Agencję Kosmiczną. Z badań, jakie przeprowadziła wynika, że za około 200 lat powinniśmy mieć problem z satelitami i ze śmieciami na orbicie. Aczkolwiek takie projekty jak PW-Sat1, 2 i teraz 3 pomogą rozwiązać te problemy zanim one nadejdą tak naprawdę. Ludzkość stała się mądrzejsza, rozwiązuje problemy zanim się pojawią – podkreśla w rozmowie z agencją informacyjną Newseria Innowacje Grzegorz Zwoliński, prezes SatRevolution.

Od 1957 roku, czyli od momentu wyniesienia na orbitę Sputnika1, kosmos jest nieustannie zaśmiecany. Obecnie Ziemię otaczają duże śmieci, nieczynne satelity, odrzucone elementy rakiet wynoszących misje załogowe. Do tego po eksplozjach i zderzeniach różnych obiektów pozostają drobne odpady. Choć te większe śmieci zajmują znacznie więcej miejsca w przestrzeni i przez to stanowią ryzyko kolizji, to niebezpieczniejsze są te całkiem małe. Trudne do zlokalizowania, uniemożliwiają bezpieczną nawigację między nimi, a tym samym zwiększają prawdopodobieństwo katastroficznego w efekcie wypadku.

Przy obecnym tempie eksploracji kosmosu, prawdopodobieństwo dotarcia satelity do celu może być loterią.

– W przypadku małych satelit, sposób rozwiązania problemu śmieci kosmicznych głównie polega na racjonalnej deorbitacji tych satelit i racjonalnym użytkowaniu ich na orbicie. Dlatego już dziś NASA i Europejska Agencja Kosmiczna zbiera informacje na temat wszystkich obiektów, które znajdują się w kosmosie tak, żeby można było ten problem lepiej i szybciej w przyszłości rozwiązywać – wskazuje Grzegorz Zwoliński.

Prowadzony przez ESA program Space Situational Awareness ma na bieżąco dostarczać dokładnych, aktualnych danych na temat otoczenia kosmicznego, zwłaszcza w kontekście potencjalnych zagrożeń, także dla obiektów znajdujących się na orbicie okołoziemskiej. Program Spaceweather monitoruje pogodę kosmiczną, Near-Earth Objects sprawdza, które naturalne obiekty, mogą zderzyć się z Ziemią i ocenia jak złagodzić skutki kolizji. Space Surveillance and Tracking zajmuje się z kolei lokalizowaniem obiektów w kosmosie.

W przypadku zagrożenia, zwykła próba zestrzelenia satelity wiązałaby się z ryzykiem rozrzucenia odłamków. Dlatego ESA bada różne metody poradzenia sobie z kosmicznymi odpadami, np. zepchnięciem satelity na niższą orbitę i kontrolowanym spaleniem po wejściu do atmosfery. Przy mniejszych obiektach sprawdzą się harpuny czy żagle kosmiczne, przy tych większych – manipulatory kosmiczne.

Z danych François Bausiera z ESA wynika, że w historii doszło do ok. 250 eksplozji satelitów, część nastąpiła z powodu awarii baterii. Dlatego ESA detonuje baterie litowo-jonowe przeznaczone dla satelitów kosmicznych i w ten sposób bada ich wpływ na przestrzeń po ewentualnym wybuchu. Ostatnio, zgodnie z międzynarodowymi przepisami wycofany z eksploatacji statek kosmiczny orbitujący poniżej wysokości 200 km musi móc opuścić orbitę w ciągu 25 lat od dnia dezaktywacji.

– Satelity firmy SatRevolution są ekologiczne. Spalają się po około 15 miesiącach w atmosferze, nie pozostawiając żadnych śmieci, tak że tutaj nie ma z tym problemów. Tak samo ze wszystkimi satelitami, które są na niskiej orbicie i mają małą masę nie ma zagrożenia, że one będą stanowiły problemu – ocenia ekspert.

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna testowała już harpun przeznaczony do chwytania kosmicznych odpadów i poruszający się z prędkością 20 m/s. Nowe rozwiązania są niezbędne, bo o ile duże fragmenty satelit i statków kosmicznych można łatwo zlokalizować, to małe fragmenty mogą być całkiem niewidoczne, a jednocześnie poprzez kolizje uniemożliwić dalszą eksplorację kosmosu.

– Jest większy problem ze zderzaniem się satelit, czy ze zderzaniem się z jakimiś odłamkami po kometach, z jakimiś kamykami w kosmosie, bo jeżeli satelita tam ulegnie zniszczeniu, to ona się podzieli na małe kawałki, które będą bardzo, bardzo długo utrzymywały się na orbicie i mogą powodować dalsze kolizje – tłumaczy Grzegorz Zwoliński.