Virš Žemės šiandien skrajoja ne tik tūkstančiai veikiančių palydovų, bet ir milžiniškas sluoksnis kosminių šiukšlių, keliančių vis didesnę grėsmę ryšiams, navigacijai ir mokslinėms misijoms.
Mokslininkai ir kosmoso agentūros įspėja, kad be aktyvių valymo priemonių artimiausiais dešimtmečiais žema Žemės orbita gali tapti pavojingai perpildyta.
Kas iš tikrųjų yra kosminės šiukšlės?
Kosminėmis šiukšlėmis vadinami nebeveikiantys palydovai, panaudotos raketų pakopos ir jų nuolaužos, taip pat susidūrimų ar sprogimų fragmentai.
Dalis jų – kelių metrų dydžio objektai, tačiau didžiausią pavojų kelia milimetrų ar centimetrų dydžio dalelės, skriejančios dešimčių tūkstančių kilometrų per valandą greičiu.
Tarptautinės stebėjimo sistemos šiandien seka šimtus tūkstančių didesnių nei keli centimetrai objektų.
Vis dėlto mažesnių nuolaužų skaičius gali siekti dešimtis milijonų, o tai reiškia, kad net menkiausias susidūrimas gali apgadinti jautrią palydovo įrangą.
Mokslininkai baiminasi vadinamojo Kesslerio sindromo scenarijaus, kai vienas rimtesnis susidūrimas įskaido objektą į tūkstančius naujų fragmentų.
Tai gali sukelti grandininę reakciją ir dar labiau padidinti šiukšlių kiekį orbitoje.
Kodėl tai svarbu Lietuvai?
Nors kosminės šiukšlės skrajoja aukštai virš mūsų galvų, jų poveikis jaučiamas ir Žemėje.
Ryšio, navigacijos, orų prognozių ir Žemės stebėjimo paslaugomis naudojasi ir Lietuvos gyventojai, verslas bei mokslininkai.
Lietuva turi ir savo mažųjų palydovų, kurių startai ir misijos priklauso nuo saugios orbitos ir patikimų paleidimų.
Jeigu susidūrimų rizika didės, draudimo ir paleidimo paslaugos brangs, o kai kurios orbitos gali tapti per pavojingos naujiems projektams.
Kosminių šiukšlių klausimas svarbus ir dėl ateities planų, pavyzdžiui, didelių palydovų žvaigždynų, kurie turėtų užtikrinti spartų internetą ir kitus globalius sprendimus.
Kuo daugiau aparatų skraidys tose pačiose aukščiuose, tuo svarbesnis taps šiukšlių stebėjimas ir šalinimas.
Eksperimentinės valymo misijos
Per pastaruosius kelerius metus startavo kelios eksperimentinės misijos, bandančios praktiškai išbandyti šiukšlių gaudymo technologijas.
Vienas ankstyvesnių pavyzdžių – universiteto ir pramonės partnerių misija, kurioje išbandyta šiukšles gaudanti tinklo ir harpono sistema bei traukos sumažinimo burė.
Europos kosmoso agentūra rengia pirmąją pasaulyje komercinę misiją, kurios tikslas – aktyviai pašalinti iš orbitos didelį nebeveikiantį objektą.
Ši misija naudos specialų kosminį aparatą, turintį sugavimo rankas ir galintį prisitvirtinti prie senos raketos dalies, o vėliau kartu su ja kontroliuotai nukristi į tankesnius atmosferos sluoksnius.
Privačios kompanijos taip pat bando kurti daugkartinio naudojimo šiukšlių „vilkikus“.
Jie galėtų manevruoti tarp kelių objektų ir juos nuleisti iš orbitos vieno skrydžio metu, taip mažinant šių paslaugų kainą.
Kokios technologijos žadamos?
Siūlomos įvairios techninės idėjos – nuo mechaninių rankų ir tinklų iki magnetinių griebtuvų, lazerinių sistemų bei plonų aerodinaminių burių.
Mechaninės rankos tinka didesniems, gerai žinomą formą turintiems objektams, pavyzdžiui, senoms raketų pakopoms ar dideliems palydovams.
Tinklai leidžia „pagauti“ greitai besisukantį ar nepatogios padėties objektą, tačiau reikalauja labai tikslaus taikymosi ir manevravimo.
Magnetiniai sprendimai kuriami tam, kad būtų galima prisitvirtinti prie metalinių paviršių, sumažinant sudėtingų mechaninių jungčių poreikį.
Lazerinės sistemos, montuojamos ant Žemės arba orbitoje, galėtų labai tiksliai kaitinti mažesnius šiukšlių fragmentus ir taip pakeisti jų orbitą.
Tuomet šie objektai palaipsniui nusileistų ir sudegtų atmosferoje, nesukurdami naujų pavojingų nuolaužų.
Kitas sprendimas – traukos sumažinimo burės, kurios išskleidžiamos ant nebeveikiančio palydovo.
Burė padidina pasipriešinimą viršutiniuose atmosferos sluoksniuose ir pagreitina aparato kritimą, todėl jis greičiau sudega.
Teisiniai ir ekonominiai iššūkiai
Net jei technologijos veikia, kyla klausimas, kas ir už ką mokės už kosminės erdvės valymą.
Tarptautinė kosmoso teisė numato, kad kiekviena valstybė išlieka atsakinga už savo paleistus objektus, net jei jie nebeveikia.
Praktiškai tai reiškia, kad norint pašalinti seną palydovą ar raketos pakopą, reikia gauti savininko arba už jį atsakingos valstybės leidimą.
Šis procesas sudėtingas, nes objektai dažnai priklauso kelioms šalims ar įmonėms, o kai kurių ryšio su savininkais apskritai nebėra.
Ekonomiškai šiukšlių šalinimas kol kas nėra pelningas verslas, todėl ieškoma modelių, kaip finansuoti tokias misijas.
Svarstomos tarptautinės įmokos, draudimo bendrovių dalyvavimas ar papildomi mokesčiai už naujų palydovų paleidimą, kurie būtų skiriami valymui.
Ką galima padaryti jau dabar?
Kol aktyvaus valymo misijos dar tik bandomos, daug dėmesio skiriama prevencijai – kurti palydovus ir raketas taip, kad jie patys saugiai pasišalintų iš orbitos.
Nauji aparatai dažnai turi numatytus manevrus misijos pabaigoje, kai sunaudojamas likęs kuras ir palydovas nukeliamas į vadinamąją kapinių orbitą arba nuleidžiamas sudegti atmosferoje.
Tarptautinės institucijos kuria rekomendacijas, pavyzdžiui, kad žemoje Žemės orbitoje esantys palydovai po misijos pabaigos turi būti pašalinti per kelis dešimtmečius.
Didėjantis valstybių ir įmonių spaudimas laikytis šių taisyklių gali padėti sumažinti naujų šiukšlių atsiradimą.
Mokslininkai sutaria, kad be aktyvių valymo misijų vien prevencijos nepakaks, tačiau kuo mažiau naujų šiukšlių kursime dabar, tuo lengviau bus išspręsti šią problemą ateityje.
Artimiausi keli dešimtmečiai nulems, ar Žemės orbita išliks saugi ir prieinama visoms šalims, ar taps chaotiška ir pavojinga erdve.