Virš mūsų galvų skrieja ne tik veikiančios palydovų flotilės, bet ir tūkstančiai nekontroliuojamų objektų – kosminių šiukšlių, kurios kelia vis didesnę grėsmę ateities misijoms.
Mokslininkai ir inžinieriai vis aktyviau kuria sistemas, galinčias šiuos pavojingus likučius surasti, sugaudyti ir saugiai pašalinti iš orbitos.
Auganti kosminių šiukšlių problema
Per kelis dešimtmečius aplink Žemę susiformavo tankus metalo, plastiko ir degimo produktų debesis.
Jį sudaro senų palydovų korpusai, sugedusios raketų pakopos ir net kelių centimetrų dydžio nuolaužos.
Nors pavieniai objektai atrodo smulkūs, jų greitis siekia keliasdešimt tūkstančių kilometrų per valandą.
Tokiu greičiu net veržlė ar dažų atplaiša gali pradurti veikiančio palydovo korpusą ar deformuoti antenas.
Tarptautiniai katalogai fiksuoja tik stambesnius nei keli centimetrai objektus.
Tačiau skaičiuojama, kad mažesnių dalelių gali būti šimtai tūkstančių, ir jos ne mažiau pavojingos.
Kesslerio sindromas ir domino efektas
Specialistai baiminasi vadinamojo Kesslerio sindromo – situacijos, kai susidūrimų grandinė sukurtų tiek daug naujų nuolaužų, kad tam tikros orbitos taptų beveik netinkamos naudojimui.
Kiekvienas susidūrimas kosmose sugeneruoja naują dalelių debesį, kuris savo ruožtu gali trenktis į kitus objektus.
Toks domino efektas ypač pavojingas mažomis orbitomis, kuriose veikia dauguma ryšių, navigacijos ir Žemės stebėjimo palydovų.
Be jų būtų sunku užtikrinti orų prognozes, navigaciją, dalį finansinių operacijų ir net moderniosios žemdirbystės technologijas.
Dėl to vis daugiau dėmesio skiriama ne tik naujų palydovų paleidimui, bet ir atsakomybės priemonėms, kai misija baigiasi.
Vien pasyvios taisyklės, pavyzdžiui, nurodymas per kelis dešimtmečius nukristi iš orbitos, nebeatrodo pakankamos.
Aktyvus šiukšlių gaudymas kosmose
Pastaraisiais metais atsiranda vis daugiau technologinių idėjų, kaip fiziškai pašalinti kosmines šiukšles iš orbitos.
Kai kurie projektai naudoja mechanines „rankas“ – robotines manipuliatorių sistemas, galinčias sugriebti didelius objektus ir juos nutempti žemyn.
Kiti siūlo naudoti didžiulius tinklus, kuriais būtų galima „apgaubti“ nekontroliuojamą palydovą ir lėtai jį vilkti į žemesnę orbitą.
Yra ir harpunų koncepcijų, kai į šiukšlę įsaunamas smaigas su lynu, o traukos sistema pakeičia objekto trajektoriją.
Dar viena kryptis – „burės“ iš labai plonos medžiagos.
Prie senstančio palydovo pritvirtinta burė padidina jo paviršiaus plotą, tad Žemės atmosferos pasipriešinimas greičiau sulėtina ir leidžia objektui sudegti.
Tokios sistemos jau bandomos bandomuosiuose skrydžiuose, tačiau kol kas jos daugiausia orientuotos į pavienių, iš anksto suplanuotų objektų sutvarkymą.
Sudėtingiausia tampa sugaudyti senas, neplanuotas, besisukančias nuolaužas, kurioms niekas nenumatė „tvarkingo“ misijos pabaigos scenarijaus.
DI vaidmuo stebėjime ir planavime
Kosminių šiukšlių problema neatsiejama nuo milžiniškų duomenų kiekių.
Tūkstančiai objektų nuolat stebimi radarais ir teleskopais, o jų orbitos nuolat kinta.
Čia vis svarbesnis tampa dirbtinis intelektas.
Jis padeda iš gaunamos informacijos greitai apskaičiuoti galimus susidūrimus, koreguoti veikiančių palydovų trajektorijas ir optimizuoti planuojamas valymo misijas.
DI modeliai gali įvertinti, kuris objektas kelia didžiausią riziką ir kurį verta pašalinti pirmiausia, kad rizika sumažėtų visai sistemai.
Taip galima sudaryti prioritetų sąrašus ir efektyviau paskirstyti ribotus valymo misijų išteklius.
Kita sritis – autonominiai valantys aparatai, kurie galėtų savarankiškai reaguoti į situacijos pokyčius orbitoje.
Tokiems robotams reikalingi algoritmai, gebantys realiu laiku priimti sprendimus, kaip manevruoti ar kaip tiksliai „pagauti“ besisukantį objektą.
Tarptautinės taisyklės ir atsakomybė
Technologijos vienos problemos neišspręs, jei nebus tarptautinio susitarimo dėl taisyklių.
Šiandien valstybės ir bendrovės vis dar turi nemažai laisvės, kaip planuoti palydovų „pabaigą“.
Diskutuojama apie privalomus reikalavimus naujiems palydovams turėti savarankiško deorbitavimo sistemas.
Taip pat svarstomos finansinės paskatos ar sankcijos, kad būtų mažiau viliojanti pasirinkti pigiausią, bet neatsakingą variantą.
Kai kurie mokslininkai siūlo ir „užstato“ modelį – dalis misijos biudžeto būtų grąžinama tik tada, jei palydovas sėkmingai pašalinamas iš aktyvios orbitos.
Tai skatintų iš anksto planuoti visą gyvavimo ciklą, o ne tik paleidimo momentą.
Nors kosminės šiukšlės nematomos plika akimi, jų keliamas pavojus realus kiekvienam, kuris naudojasi navigacija telefone ar orų prognozėmis.
Artimiausiais dešimtmečiais nuo mokslininkų ir politikų sprendimų priklausys, ar žemąsias Žemės orbitas pavyks išsaugoti kaip saugią erdvę ateities misijoms.