Кесслеров синдром: Полако се заробљавамо под кишобраном свемирског смећа

У септембру 2019. била су два сателита на приближно 200 миља изнад површине планете зумирајући једно према другом вртоглавом брзином од 32.000 миља на сат. Један је био сателит за посматрање Земље Аеолус Европске свемирске агенције (ЕСА), а други један од СпацеКс-ови Старлинк сателитии док су обоје јурили ка истом делу свемира, научници су проценили вероватноћу од 1 од 1000 да ће се сударити.

Америчко ваздухопловство видело је два сателита како се крећу један према другом и упозорило обе организације, али због онога што је СпацеКс описао као „буг“ у својим комуникационим системима, одбило је да предузме било какву акцију. Да су се сателити срушили, оба би била потпуно уништена - а удар би одбацио милионе малих и великих комада крхотина који су се одлетели у свемир. Замислите уводну сцену из

Филм гравитација, а сада то појачајте за ред величине.

Срећом по све нас, ЕСА је успела да маневрише својим сателитом да избегне судар, а оба сателита сада безбедно настављају своје орбите. Међутим, овај блиски позив показује шта се може догодити када простор постане превише пун. Када хиљаде или чак милиони објеката лете око наше планете огромним брзинама, потенцијал за сударе је висок.

Истражили смо које су последице свега овог свемирског отпада који лебди у свемиру и добили смо изнутра од Доналда Кесслер, бивши НАСА-ин виши научник за истраживање орбиталних крхотина и један од водећих свјетских стручњака за свемир рушевине.

Замка за смеће

Када се сателит поквари, углавном нико не одлази у свемир да га поправи. Када ракета одбаци једну од својих степеница, степен се оставља да лебди где год да је избачен. А када два објекта у орбити ударе један о други, они могу произвести буквално милионе малих честица које одлете у свемир и заврше у орбити око Земље.

Сав овај одбачени материјал заједнички је познат као свемирски отпад. То је смеће које смо оставили у простору око наше планете, а расте сваке године.

Касних 1970-их, када је истраживање свемирског отпада тек почело, Кеслер је предложио застрашујућу могућност: да би једног дана могло бити толико тога смеће у ниској земљиној орбити да би судари каскадирали све док не буде тешко или немогуће лансирати сателите а да их не ударе рушевине. У суштини бисмо постали затвореници на сопственој планети и не бисмо имали никога осим себе да кривимо.

Сукоби су се дешавали и раније и вероватно ће се поновити

Ако је звучала забринутост због крхотина или због потенцијалног судара СпацеКс и ЕСА сателита за вас, вреди напоменути да су се сателити сударали у прошлости, са страшним последице.

У 2009. години, сударила су се два сателита запањујућом брзином од 11.700 метара у секунди (26.000 миља на сат), не само да уништава оба објекта већ и размазује огромно поље крхотина преко њихове две орбите и даље. Један од сателита је био део сазвежђа комуникационих сателита Иридијум, а један је био деактивирани сателит Космос руских свемирских снага. Сателит Космос је одбачен и остављен у орбити у време када је мало људи озбиљно схватило претњу од крхотина.

Овај инцидент пробудио је људе у озбиљности претње коју представљају рушевине. Не само да би то могло да уништи скупе сателите, већ је судар погоршао проблем: НАСА је проценила да је тај догађај створио 1.000 комада крхотина већи од 10 центиметара који би могао да настави да угрожава друге сателите хиљадама година.

Крхотине угрожавају и Међународну свемирску станицу и свемирски телескоп Хабл

Постоје два главна питања која треба размотрити када је у питању пренатрпаност простора. Први је како свемирски отпад може утицати на летелице које су већ у орбити око Земље, као што је Међународна свемирска станица (ИСС). ИСС се налази у веома ниској земљиној орбити, на средњој висини од 330 километара (205 миља), што га ставља усред мноштва свемирског отпада. ИСС је посебно осетљив на ударе крхотина јер је тако велик, па је морао да буде пројектован да издржи ударе крхотина величине до 1 цм.

Да би се носио са претњом од других крхотина, ИСС прати потенцијалне ударе и помера се са пута. „Свемирска станица је прва почела да изводи маневре како би избегла било шта што јој се приближи“, Кесслер је објаснио, „али проблем са тим маневрима је у томе што не можете предвидети да ће доћи до судара. Тачност праћења је довољно тачна да каже да ће нешто проћи непријатно близу вас и да постоји вероватноћа судара. Тако да ће под тим околностима изводити маневре."

У случају ИСС-а, важно је бити посебно опрезан јер је тако велик и зато што су људски животи у питању. Постоје и сви други објекти у ниској земљиној орбити које треба узети у обзир, као што је телескоп Хуббле који орбитира на око 545 километара (340 миља) и друге мисије са посадом и без посаде. А то чак и не помиње све сателите који се налазе на вишој геосинхроној орбити, где такође постоји проблем са крхотинама.

Да ли крхотине могу постати толико лоше да у потпуности спречавају лансирање сателита?

Друго питање које треба размотрити је како ће крхотине утицати на будућа лансирања. Што се тиче путовања на удаљене планете, када оставите Земљу иза себе, путујете кроз поље крхотина тако кратко време да је мање вероватно да ће изазвати проблем. Проблем настаје када погледате објекте који трајно остају унутар поља крхотина, попут сателита и свемирских мисија са посадом или без посаде.

„Можете прећи улицу много безбедније него да живите у њеној средини“, објашњава Кесслер.

Тренутно се о овом питању највише размишља у економском смислу. У суштини, како се крхотине погоршавају, биће све скупље лансирање сателита. Али шта ће се догодити након овога још увек је непознато због недостатка истраживања ове теме.

„Нико никада није дошао до одговора „колико је лоше окружење [да би лансирање сателита било могуће]?“, рекао је Кеслер. Од виталног је значаја да се на ово питање одговори пре него што будемо сигурни у ком тренутку ће нас свемирски отпад спречити да у потпуности лансирамо објекте у орбиту.

Да бисмо решили проблем, сада нам је потребна агресивна акција

Ако желимо да решимо овај проблем, не можемо само да прекрстимо палчеве и надамо се најбољем. Да би се заиста позабавило питањем крхотина, каже Кесслер, „мора бити агресивније акције“.

Најхитније питање је законодавство. Постоје договорене смернице о ублажавању крхотина, као што је смерница да се било шта лансира у орбиту од испод 2000 километара (1240 миља) треба поново да уђе у атмосферу да би изгорео у року од 25 година од своје мисије завршетак. Ово ставља одговорност за уклањање објеката на компанију или агенцију која их лансира.

Али како сада стоји, ово су смернице а не закони. Кесслер предлаже да смернице о уклањању крхотина претворимо у правила и да наметнемо казне организацијама које их не поштују. Ово би подстакло људе да их прате за свачију корист.

Међутим, чак и натерати све да прате тренутне смернице можда неће бити довољно. „Било је доста студија које су дошле до истог закључка: чак и када би се сви придржавали правила, то би било недовољно да се заустави раст крхотина“, рекао је Кесслер. То је зато што судари и даље трају и стварају све више малих крхотина.

Ово је разлог зашто нам је потребан други корак: Да уклонимо највећих 500 комада отпада из орбите. То су велики комади које је релативно лако пратити и за које знамо да представљају највећу опасност. И ту долази нова технологија.

Нове технологије би нам могле помоћи да почистимо наш чин

Кеслер је указао на рад НАСА истраживача Ј.Ц. Лиоу и Н.Л. Јохнсон из 2006. године, који је разматрао шта је потребно за чишћење свемирског отпада. „Ако бисмо почели следеће године и уклонили пет објеката годишње у наредних 100 година“, рекао је Кеслер, „то би стабилизовало орбитално окружење.

Међутим, извлачење великих објеката из орбите је изузетно изазовно. „Ови објекти нису дизајнирани да их се ухвати“, објаснио је Кесслер, „и многи од њих се окрећу. Пре него што можете да зграбите предмет, морате да зауставите окретање. А неки од њих су велики као школски аутобуси.”

Један од предлога како да се носите са овим проблемом је да се створи објекат за сателитски сервис где би се налазили сателити могу се одржавати и фиксирати како би продужили њихов животни век, стварајући тако дужи временски период пре него што постану ђубре. Исти објекат би се чак могао користити и за спуштање објеката са орбите када више не буду потребни.

Друге идеје о томе како очистити крхотине су такође у раду, као што је Уклони ДЕБРИС сателитски пројекат који тестира методе за хватање крхотина, укључујући мреже, харпуне и навигацију засновану на виду. Европска свемирска агенција је такође истражује уклањање остатака заједно са компанијом Астросцале експериментишући са додавањем механизма за прикључивање сателитима пре лансирања како би им олакшали да ухвате онај који су пензионисани.

Међународно питање које захтева међународну сарадњу

Као и изазов климатских промена, проблем свемирског отпада је међународно питање које ће захтевати међународну сарадњу да би се решило. Ако желимо да наставимо да користимо простор за научна истраживања, као и за омогућавање технологија као што су комуникације и ГПС, мораћемо да пронађемо начин да поништимо део штете коју смо већ учинили — као и да пронађемо нова решења за будућност.

Иако је мало вероватно да ћемо се заглавити на Земљи и потпуно изгубити способност да путујемо на друге планете у скорије време, постојеће поље крхотина широм планете могло би директно утицати на нашу способност проучавања простор. „Оно што ће највише болети је не губитак приступа другим планетама, губитак телескопа Хабл“, рекао је Кеслер. „То би на крају могло постати само комад крхотина. Наша научна радозналост је та која је у опасности."

Препоруке уредника

• Предмет величине аутомобила изнесен на плажу могао би бити свемирски отпад
• Свемирска станица принуђена да избегне орбиталне крхотине у понедељак увече
• СпацеКс документарац о историјској мисији стиже на Нетфлик
• НАСА одмерава ризик као смеће са старе ракете која иде ка свемирској станици
• Идемо на црвену планету! Све прошле, садашње и будуће мисије на Марс