Kosmiczny śmietnik

Kosmiczny śmietnik

W przestrzeni kosmicznej krąży co najmniej 10 tysięcy obiektów, które powstały na Ziemi. Wykorzystujemy zaledwie kilkaset z nich. Cała reszta to po prostu śmieci: stare satelity, fragmenty zużytych rakiet, resztki jądrowego paliwa.

Sztuczne satelity i pojazdy załogowe są wobec nich bezbronne – każde zderzenie z takim odłamkiem może być przyczyną katastrofy.

Na przykład w sierpniu 1997 roku dryfujący w kosmosie prawie półtonowy zużyty silnik rakietowy niemal otarł się o wartego dziesiątki milionów dolarów satelitę!

W odpowiedzi na rosnące zagrożenie satelitów agencje kosmiczne doskonalą systemy radarowe. Na niskich orbitach (do 2 tys. km nad powierzchnią Ziemi) można wykrywać i śledzić przedmioty o wielkości już od kilku centymetrów, zaś na odległej o 36 tys. km od powierzchni Ziemi orbicie geostacjonarnej – obiekty o rozmiarach większych niż metr. Łączna masa kosmicznego śmiecia sięga 3 tys. ton (dla porównania – masa startowa promu kosmicznego wynosi ok. 2 tys. ton), przy czym znaczna jego większość (ok. 85%) krąży po niskich orbitach.

Najgroźniejsze są obiekty o średnicy między 1 a 10 cm, gdyż są za małe, aby je wykryć i śledzić, a równocześnie na tyle duże, że ewentualna kolizja może mieć bardzo poważne konsekwencje. Względem działających satelitów kosmiczne śmieci poruszają się z prędkością rzędu 10 km/s (36 tys. km/h) i nawet niewielkie odłamki mogą spowodować ogromne szkody.
Na szczęście prawdopodobieństwo katastrofalnej w skutkach kolizji z kosmicznym śmieciem wciąż jest niewielkie – ocenia się je na 1:10 tys. (oznacza to, że zniszczony lub poważnie uszkodzony może być zaledwie jeden satelita na dziesięć tysięcy). Dotychczas zdarzył się tylko jeden taki wypadek.

26 lipca 1996 roku pozostałość po wystrzelonej w 1986 roku rakiecie Ariane zniszczyła francuskiego satelitę szpiegowskiego Cerise. Kolizja spowodowała pojawienie się około 500 nowych fragmentów na tyle dużych, że można je śledzić. Liczne mniej poważne szkody zostały natomiast wyrządzone przez różnego rodzaju kosmiczny drobiazg (cząsteczki spalin, odpryski farby i drobne pyłki i naturalne meteoroidy, cząsteczki kosmicznego gruzu). Podczas ponad stu lotów, jakie zostały dotychczas wykonane przez wahadłowce, uszkodzeniu uległo aż 70 okien!

Powroty z kosmosu

Kosmiczne śmieci nie mogą wokół Ziemi krążyć wiecznie. Na wysokości 600 km mogą utrzymywać się przez blisko 30 lat, w ciągu których są powoli spychane z orbity przez opór najwyższych, rozrzedzonych warstw ziemskiej atmosfery. Wpadając do atmosfery, wywołują takie same efekty jak naturalne meteoroidy. Na szczęście nawet w przypadku obiektów o dużej wielkości ryzyko wystąpienia poważnej szkody jest nikłe(wprawdzie ich fragmenty spadają na oślep, jednak ponad 2/3 powierzchni Ziemi stanowią morza i oceany, a duża część lądów jest słabo zaludniona). Takich niekontrolowanych, ale szczęśliwie zakończonych „powrotów z kosmosu” było już kilka.

Na przykład w styczniu 1978 roku ważący 22 t stopień rakiety Saturn V wpadł do Atlantyku na wschód od Wysp Azorskich, z kolei w lipcu 1979 roku resztki ważącej 80 ton amerykańskiej stacji orbitalnej Skylab rozsypały się u zachodnich wybrzeży Australii. Zdarzają się też przypadki dużo poważniejsze. W 1960 roku na ziemię spadł drugi stopień amerykańskiej rakiety ThorAble Star, która przelatywała nad Kubą. Szkody były poważne i rząd Stanów Zjednoczonych musiał wypłacić odszkodowanie w wysokości 2 mln dolarów.

W 1978 roku radziecki satelita Kosmos 954 rozpadł się nad północno-zachodnią Kanadą, rozsiewając na rozległym terenie substancję radioaktywną. W 1997 roku ponad dwustukilogramowy zewnętrzny zbiornik paliwa rakiety Delta II uderzył w ziemię zaledwie 140 m od domu farmera w Georgetown w Teksasie, na szczęście nie było żadnych ofiar.

Sprzątanie kosmosu

Ryzyko wystąpienia różnych szkód spowodowanych przez kosmiczne śmieci można obniżyć, niszcząc zużyte satelity. Po zakończeniu służby satelity z niskich orbit są zazwyczaj kierowane ku Ziemi (obiekt częściowo spala się w atmosferze, a jego resztki w wybranym z góry miejscu wpadają do oceanu). Sprowadzenie na Ziemię satelity geostacjonarnego jest praktycznie niemożliwe, dlatego po zakończeniu służby przesuwa się go na wyższą orbitę. Aby nie stanowił zagrożenia dla satelitów pozostających na orbicie geostacjonarnej, trzeba go wznieść przynajmniej o 150 km, co wymaga zużycia dużej ilości paliwa. Taką operację przeprowadzono pierwszy raz w styczniu 1984 roku, gdy podwyższono orbitę należącego do Europejskiej Agencji Kosmicznej satelity GEOS-2.

Działania te nie rozwiązują jednak całkowicie problemu zaśmiecenia przestrzeni kosmicznej. NASA przedstawiła wprawdzie projekt „kosmicznej miotły” (specjalnego pojazdu przeznaczonego do zgarniania drobnych śmieci z niskich orbit), ale wobec trudności budżetowych nie będzie on realizowany. Przy braku konkretnych przedsięwzięć pojawiają się pomysły nierealistyczne lub fantastyczne – kosmiczni radykałowie żądają zakazu umieszczania czegokolwiek na orbitach wokółziemskich, a kosmiczni enwironmentaliści marzą o niewielkich, sterowanych czarnych dziurach, które w przestrzeni wokółziemskiej pełniłyby rolę odkurzaczy. Dyskusje wciąż trwają, a śmieci przybywa. Ich ilość podwaja się obecnie co siedem lat, a wśród obiektów o rozmiarach większych od 0,1 mm jest ich już więcej niż naturalnych meteoroidów.