Kaip kosmoso šiukšlės tapo grėsme palydovams? Mokslininkai ieško naujų sprendimų

Per kelis dešimtmečius Žemės orbita iš tylios erdvės tapo intensyvia „automagistrale“, o kartu – ir viena labiausiai užterštų žmogaus sukurtų aplinkų.

Mokslininkai perspėja, kad kosmoso šiukšlių daugėja taip greitai, jog be naujų sprendimų gali kilti pavojus navigacijos, ryšio ir net orų prognozių sistemoms.

Kas vyksta Žemės orbitoje

Šiuo metu aplink Žemę skrieja tūkstančiai aktyvių palydovų ir dešimtys tūkstančių didesnių nei kelių centimetrų nuolaužų.

Pridėjus milijonus mažesnių skeveldrų, orbita virsta sudėtinga nuolaužų debesimi, kurio judėjimą tiksliai stebėti darosi vis sunkiau.

Didžiausią šiukšlių dalį sudaro senų raketų pakopos, sugedę palydovai ir anksčiau įvykusių susidūrimų fragmentai.

Kiekviena nauja avarija ar sprogimas sukuria dar daugiau skeveldrų, kurios skrieja didžiuliu greičiu ir gali sukelti grandinines reakcijas.

Kodėl šiukšlės tokios pavojingos

Net kelių centimetrų dydžio metalo gabalas orbitoje lekia dešimčių tūkstančių kilometrų per valandą greičiu.

Tokio smūgio energija prilygsta mažam sprogmeniui ir gali visiškai sunaikinti veikiančią kosminę priemonę.

Didėjant šiukšlių kiekiui, kyla vadinamosios Kesslerio sindromo rizika.

Ji apibūdina scenarijų, kai susidūrimai sukelia tiek naujų nuolaužų, kad kai kurios orbitos tampa praktiškai nenaudojamos dešimtmečiams.

Tokioje situacijoje sudėtingėtų naujų palydovų paleidimas ir jų saugus naudojimas.

Padidėjęs susidūrimų pavojus reikštų didesnes išlaidas, daugiau misijų nukėlimų ir dalies paslaugų sutrikimus Žemėje.

Kokius sprendimus siūlo mokslas

Pirmiausia daug dėmesio skiriama prevencijai – palydovų misijos planuojamos taip, kad pasibaigus tarnavimo laikui jie būtų saugiai pašalinami iš orbitos.

Dažniausiai numatoma kontroliuojamai nuleisti palydovą į atmosferą, kur jis sudega, arba perkelti į vadinamąją kapinių orbitą, esančią toliau nuo intensyviai naudojamų zonų.

Naujosios raketos ir palydovai vis dažniau kuriami daugkartinio naudojimo, kad orbitoje liktų mažiau nereikalingų konstrukcijų.

Kai kurie gamintojai svarsto specialius „vilkikų“ taškus ir tvirtinimo mazgus, kad ateityje būtų lengviau sugriebti ir nutempti sugedusius aparatus.

Lygiagrečiai vystomos aktyvaus šiukšlių šalinimo technologijos.

Tarp jų – robotinės rankos, tinklai, harpūnai ar net joniniai varikliai, galintys švelniai pakeisti šiukšlės orbitą ir nukreipti ją į atmosferą.

Tiriamos ir lazerių sistemos, kurios galėtų ne sunaikinti, o šiek tiek pastumti mažas nuolaužas.

Pakeitus jų greitį ir trajektoriją, jos greičiau nusileistų į tankesnius atmosferos sluoksnius ir sudegtų.

DI ir nauji stebėjimo metodai

Kosminės erdvės saugai ypač svarbus tikslus šiukšlių stebėjimas ir susidūrimų prognozavimas.

Čia vis aktyviau naudojamas dirbtinis intelektas, apdorojantis milžiniškus radaro ir teleskopų duomenų kiekius.

DI modeliai gali greitai įvertinti šimtus tūkstančių galimų trajektorijų ir pasiūlyti optimalų manevrą palydovui.

Taip sumažinama susidūrimo rizika ir nereikalingų orbitos korekcijų skaičius, taupantis brangų kurą.

Be to, kuriami tarptautiniai duomenų mainų centrai, kurie vienija skirtingų šalių stebėjimo stočių informaciją.

Turint vientisesnį vaizdą apie tai, kas vyksta orbitoje, lengviau suderinti prevencinius veiksmus ir misijų grafikus.

Ką gali nuveikti Europa ir Lietuva

Europa kuria savo kosmoso eismo valdymo sistemą, siekdama savarankiškai stebėti orbitą ir koordinuoti šalių narių veiksmus.

Aktyviai diskutuojama dėl taisyklių, pagal kurias palydovų operatoriai būtų įpareigoti atsakingai tvarkyti orbitoje paliktą techniką.

Lietuva, turinti pirmuosius savo palydovus, taip pat įsitraukia į šią diskusiją ir mokslinius projektus.

Vietos tyrėjai prisideda prie mažų palydovų technologijų, stebėjimo metodų ir duomenų analizės sprendimų kūrimo.

Ekspertai pabrėžia, kad kosmoso šiukšlės – tai ne tik didžiųjų valstybių problema.

Kiekvienas naujas palydovas ir kiekviena raketa turi būti planuojami taip, tarsi orbita būtų ribotas ir bendras išteklius, o ne beribė erdvė.