Kaip mokslininkai ketina išvalyti kosmosą nuo šiukšlių? Nauji sprendimai pasiekė bandymų etapą

Žemės orbitoje skrieja dešimtys tūkstančių nekontroliuojamų kosminių šiukšlių, kurios kelia vis didesnę grėsmę veikiančioms palydovų sistemoms ir būsimoms misijoms.

Mokslininkai vis aktyviau testuoja naujus technologinius sprendimus – nuo plazminių variklių iki lazerinių sistemų, galinčių padėti „iššluoti“ labiausiai apkrautas orbitas.

Kosminių šiukšlių mastas ir grėsmės

Europos kosmoso agentūros skaičiavimais, Žemės orbitoje jau fiksuojama daugiau kaip 36 000 didesnių nei teniso kamuoliukas objektų.

Mažesnių dalelių, kurių skersmuo siekia vos kelis milimetrus, gali būti šimtai tūkstančių, ir jos taip pat pakankamai pavojingos aktyviems palydovams.

Didesnė problema ta, kad šiukšlės skrieja milžinišku greičiu – iki keliolikos kilometrų per sekundę.

Nedidelė metalo nuolauža, atsitrenkusi į veikiančią stotį ar palydovą, gali pradurti sieneles, sugadinti saulės baterijas ar antenas.

Mokslininkus neramina ir vadinamasis grandininio susidūrimo scenarijus.

Jei vienas stambesnis susidūrimas išskaidytų objektus į tūkstančius fragmentų, šie galėtų sukelti naujas avarijas ir ilgainiui padaryti tam tikras orbitas beveik nenaudojamas.

Aktyvaus šiukšlių šalinimo idėjos

Vienas daugiausia diskusijų sulaukiančių sprendimų – aktyvios misijos, galinčios susekti ir nukreipti konkrečius didelius objektus iš dažnai naudojamų orbitų.

Tokios misijos daugumoje projektų planuojamos kaip robotiniai aparatai, galintys prisijungti prie senų palydovų ar raketų pakopų.

Tyrėjai nagrinėja kelis skirtingus „prijungimo“ būdus.

Tarp jų – mechaniniai griebtuvai, tinklai, kurie apgaubia objektą, bei harpūnai, leidžiantys prisegti kabelį prie nelygaus paviršiaus.

Prisijungus prie šiukšlės, pagrindinis tikslas – pakeisti jos orbitą taip, kad ji arba sudegtų Žemės atmosferoje, arba būtų perkelta į vadinamąją kapinynų orbitą, kur netrukdytų intensyviai naudojamiems aukščiams.

Tam tiriami ekonomiškesni varikliai, pavyzdžiui, elektriniai arba plazminiai, galintys ilgai veikti taupiai naudodami kurą.

Lazeriai ir plazma: valymas per nuotolį

Kitas aktyviai nagrinėjamas kelias – žemėje arba orbitoje įrengtos lazerinės sistemos, galinčios iš tolo paveikti mažesnių šiukšlių judėjimą.

Trumpi, tiksliai nutaikyti lazerio impulsai galėtų šiek tiek pakoreguoti dalelių trajektoriją ir paspartinti jų nusileidimą į tankesnius atmosferos sluoksnius.

Tokia technologija laikoma patrauklia, nes nereikalauja fiziškai prisiliesti prie objektų.

Vis dėlto inžinieriams tenka spręsti sudėtingą uždavinį – užtikrinti, kad lazerių spinduliai nepažeistų veikiančių sistemų ir nekeltų saugumo bei gynybos klausimų.

Tuo pat metu kuriamos ir plazminės „šluotos“ – tai palydovai su išplėstais plonais laidžiais lynais arba paviršiais, sąveikaujančiais su Žemės magnetiniu lauku ir jonosfera.

Tokios sistemos generuoja papildomą pasipriešinimą ir gali greičiau sulėtinti šiukšlių judėjimą, kol jos nukrenta į atmosferą ir sudega.

Ką dar galima padaryti jau dabar?

Kol naujos technologijos dar bandomos, didžiausią efektą gali duoti prevencija ir griežtesnės taisyklės naujiems palydovams.

Daugelyje tarptautinių rekomendacijų nurodoma, kad misijos turėtų suplanuoti saugų savo „pabaigos scenarijų“.

Pavyzdžiui, žemose orbitose veikiantys aparatai turėtų būti suprojektuoti taip, kad per 25 metus po misijos pabaigos savaime nusileistų ir sudegtų atmosferoje.

Aukštesnėse orbitose rekomenduojama likutinį kurą skirti valdomam perkėlimui į mažiau naudojamas zonas.

Svarbu ir tai, kad nauji palydovai būtų atsparesni mažų fragmentų smūgiams.

Tam taikomos daugiasluoksnės apsaugos, specialūs ekranai bei atsarginės sistemos, užtikrinančios, jog aparatas galėtų saugiai išjungti variklius ir nebesukurti papildomų nuolaužų net ir apgadinus dalį segmentų.

Teisiniai ir etiniai iššūkiai

Net jei technologijos leis patikimai ir saugiai šalinti kosmines šiukšles, liks politiniai ir teisiniai klausimai.

Pagal tarptautinę kosmoso teisę, kiekvienas objektas orbitoje priklauso jį paleidusiai valstybei ar organizacijai, net jei jis jau neveikia.

Tai reiškia, kad pašalinti seną palydovą be savininko sutikimo teisiškai nėra paprasta.

Be to, tokios technologijos gali būti vertinamos ir kaip potenciali priemonė neutralizuoti veikiančius aparatus, todėl atsiranda saugumo ir gynybos aspektai.

Dėl to dalis specialistų ragina kurti skaidrią tarptautinę duomenų bazę, kurioje būtų aiškiai nurodyta, kurio objekto būklė, valstybei priklausantys kontaktai ir rekomenduojamas elgesys.

Kitas pasiūlymas – tarptautiniu mastu susitarti dėl bendrų standartų, kuriuos įgyvendinus būtų galima automatiškai duoti leidimą šalinti aiškiai neveikiančius ir pavojingus objektus.

Kol kas kosminės šiukšlės išlieka globalia problema, kurios viena šalis išspręsti negali.

Tačiau eksperimentinės misijos ir naujos orbitų „valymo“ technologijos rodo, kad per artimiausius dešimtmečius ši sritis gali pasikeisti iš pagrindų.