Smeti, smeti, smeti

28.04.2024
Jure JapeljČlovekova dejavnost je hočeš nočeš povezana z odpadki. Ti niso problem, dokler se s časom in povečano proizvodnjo ne nakopičijo do te mere, da začnejo škodovati ekosistemu. Še posebej pa seveda boli, ko začnejo škodovati nam samim. Ko je običajno že skoraj prepozno, se prižgejo alarmi.
Vesolje v bližini Zemlje ni izjema. Naseljujejo ga sateliti, vesoljski postaji—in ogromno vesoljskih smeti. V dobrih šestdesetih letih aktivnosti v vesolju se je okoli Zemlje nabralo odsluženih satelitov in odpadnih delov raket. Najbolj številčni in nepredvidljivi so majhni kosi. Znanstveniki predvidevajo, da naj bi jih bilo okoli milijon večjih od enega centimetra.
Manjše smeti nastanejo na različne načine. Tanke za gorivo na odsluženih satelitih načne zob časa oziroma, bolje rečeno, težki pogoji v vesolju. Sčasoma eksplodirajo in vesolje posejejejo z majhnimi delci. Potem so tu dobri stari testi protisatelitske tehnologije. Združene države, Kitajska, Rusija in Indija so svoje mišice pokazali s sestrelitvijo lastnega satelita, pri čemer so ustvarili nekateri več drugi manj smeti. In vsi ti odpadki pretijo preostalim, še delujočim prebivalcem vesolja.
Vesoljske postaje
Tudi tiste najmanjše vesoljske smeti so nevarne, ker se glede na preostale objekte gibljejo z zelo visokimi hitrostmi. Centimeter velik košček, ki se giblje s hitrostjo okoli 10 kilometrov na sekundo, ima ogromno energije in ob trku z drugim objektom lahko povzroči ogromno škode.
Prejšnji teden smo izvedeli, da je kitajsko vesoljsko postajo Tiangong pozimi zadel kos smeti. Delec je zadel kabel, ki je povezoval solarne panele z modulom Tianhe, s čimer je delno onemogočil delovanje modula. Kitajska astronavta sta morala na več vesoljskih sprehodov, da sta popravila škodo.
Ranljivost vesoljskih postaj je dobro znana. Mednarodni vesoljski postaji so morali od leta 1998 več kot tridesetkrat spremeniti višino orbite, da so jo umaknili pred morebitno nevarnimi kosi smeti. Ker z Zemlje sledimo le večjim kosom smeti, postajo še vedno zadanejo tisti manjši, ki prav tako lahko naredijo škodo. V primeru, da se postaja ne more umakniti dovolj hitro, si astronavti nadenejo skafandre in se namestijo v vesoljska plovila (npr. Crew Dragon ali Soyuz), ki bi jih v primeru hudih poškodb postaje varno pripeljala na Zemljo.
Sateliti
Trki mikrometeoridov ali majhnih smeti s sateliti se zgodijo. Na srečo gre običajno za majhne delce (kar ni presenetljivo, saj je majhnih delcev več kot velikih), zato škoda ni prevelika. Skoraj vsak trk pa ustvari nove delce, ki nato naprej pretijo drugim satelitom. O nepovratni verižni reakciji je že v osemdesetih razmišljal Nasin inženir Donald J. Kessler. Dovolj veliko smeti bi povzročilo toliko trkov, da bi stvari ušle izpod nadzora—govorimo o Kesslerjevem sindromu. Nekateri strokovnjaki svarijo, da se je Kesslerjeva verižna reakcija že začela, le da trenutno poteka zelo počasi.
Za verižno reakcijo najbolj nevarni so dogodki, pri katerih nastane ogromno novih kosov smeti. Sem seveda sodijo protisatelitski testi. Podobno škodljivi bi bili trki med sateliti. Do sedaj smo zabeležil en trk: leta 2009 sta trčila komunikacijska satelita Iridium 33 in Kosmos 2251. Slednji je bil že v pokoju, zato ga niso mogli premakniti, da bi se izognili trku.
Agencije in podjetja podrobno spremljajo poti satelitov in po potrebi spreminjajo orbite. V zadnjem času je takšnih manevrov vedno več. Ne nazadnje je število satelitov po zaslugi velikanskih mrež komunikacijskih satelitov (Starlink, OneWeb) skokovito naraslo.
A odsluženi sateliti, kot je bil Kosmos 2251 v trku iz leta 2009, še naprej mešajo štrene. Prek kratkim je udarila novica, da sta se 28. februarja srečala satelita Kosmos 2221 in TIMED; slednji je Nasin satelit, ki od leta 2001 študira Zemljino atmosfero. Satelita nista trčila, a Nasini inženirji so bili po analizi orbit šokirani: satelita sta se zgrešila za pičlih deset metrov.
Pospravljajte za sabo!
Ali lahko situacijo izboljšamo ali smo obsojeni na Kesslerjev sindrom? Vesoljske agencije, še posebej Evropska vesoljska agencija (Esa), poskušajo problem zajeziti, preden bo prepozno. Predlagajo več različnih ukrepov.
V preteklosti igralce v vesolju konec posamezne misije ni kaj dosti zanimal. Odsluženi satelit so pustili v orbiti in nanj bolj ali manj pozabili. Danes so smernice drugačne. Vsak odslužen satelit naj bi prej kot v petih letih strmoglavili v atmosfero, kjer bi zgorel nad našimi glavami. Čeprav ne gre za zakon—nekaj takega je v mednarodnem prostoru težko uzakoniti—je načrtovanje misij z mislimi na goreč konec postala kar stalna praksa.
Veliko satelitov seveda pomeni veliko obremenitev atmosfere—ni jasno, kako bo ves ta material v zgornjih plasteh atmosfere vplival na tvorjenje oblakov, kako bo škodoval ozonski plasti in kaj bodo delci pomenili za podnebje.
Zanimivi so tudi večji sateliti. Medtem ko manjši popolnoma zgorijo v atmosferi, večji lahko deloma preživijo in padejo na planet. Večinoma padejo v oceane, ker imajo ti največjo površino. Včasih pa večji del pade na tla, zelo poredko celo v naseljeno območje. Pred kratkim je odmevala novica, da je del baterij, ki so jih odvrgli z mednarodne vesoljske postaje, padel na hišo na Floridi. Na srečo ni bil nihče poškodovan.
A tu je govora le o novih satelitih. Kaj pa bo s starimi, ki so še v orbiti? Teh ne moremo enostavno poslati v atmosfero. Obstaja več projektov, tako zasebnih kot pod taktirko vesoljskih agencij, ki želijo te satelite iti iskat. Esa je nedavno dala zeleno luč misiji Clearspace-1. Gre za plovilo, ki bo v orbiti poiskalo odslužen satelit, ga ujelo in odpeljalo v atmosfero. Istočasno smo dobili lepo demonstracijo koncepta. Japonsko podjetje Astroscale je pokazalo sliko večjega kosa vesoljskih smeti, ki jo je posnel satelit ADRAS-J. Naloga slednjega je, da testira tehnologijo približevanja smetem; naslednje misije bodo mogoče že pripravljene za odstranitev smeti.
Omenimo še, da satelite v visokih orbitah ne pošiljamo v atmosfero temveč jih “pokopljemo” v višjo orbito, katere ne potrebujemo. Vprašanje ostaja, kako odstraniti manjše kose smeti. Inženirji omenjajo vesoljske mreže, laserje in harpune. Težava pospravljanja v vesolju pa ni samo inženirske, temveč tudi pravne narave. Vsak objekt, pa četudi je neuporabna smet, pripada neki državi. Četudi bi imeli možnost odstraniti odslužen vohunski satelit Sovjetske zveze, bi se morala najprej Rusija s tem strinjati. Problem vesoljskih smeti tako še zdaleč ni rešen in na tem področju bo potrebno še veliko multidisciplinarnega dela.
Naslovna slika: Ilustracija smeti okoli Zemlje. Posamezni kosi so prikazani veliko večji, kot so v resnici v primerjavi z Zemljo. Avtorstvo: ESA/ID&Sense/ONiRiXEL