Kamor je človek stopil, tam je pustil smeti. Tudi v vesolju. Na Luni se je nabralo za 180.000 kilogramov odpadkov, prav tako je precej polomljenih robotov in ostankov odprav na Marsu. A to nas (še) ne skrbi. Vse večja težava postajajo vesoljske smeti v Zemljini orbiti. Bomo preprečili zgodbo iz oceanov, ki se »utapljajo« v smeteh? Ali pa se bomo morali posloviti od satelitskih storitev?

Odpadki se nad nami nabirajo od 4. oktobra 1957, ko je ruski Sputnik 1 prvi osvojil vesolje. Odtlej so po podatkih Ese, evropske vesoljske agencije, uspešno izstrelili 5450 raket, ki so v različne orbite dostavile 8950 satelitov, od tega jih je v vesolju še vedno kakšnih pet tisoč, delujočih je okoli 1950. V šestih desetletjih raziskovanja vesolja se je v orbiti tako nabralo za 8400 ton predmetov, in sodeč po načrtih več podjetij, se bo ta številka v prihodnjih letih drastično zvišala. Spacex namerava izstreliti 12.000 satelitov za dostop do interneta, Amazon 3200, Oneweb več kot 1800, Telesat 300. Tu so še velike ambicije Kitajske, Indije in tradicionalnih vesoljskih velesil.

Porazdelitev vesoljskih smeti (rdeče pike: delujoči in nedelujoči sateliti; rumeno: ostanki raket; zeleno: ostanki različnih misij – adapterji, zaščitna pokrivala ...; modro: fragmenti)




V orbitah niso le odsluženi sateliti in deli raket, ampak tudi majhni koščki, nastali ob razpadu večjih objektov. Zaradi velike hitrosti je že kos, nič večji od teniške žogice, lahko usoden za delujoče vesoljsko plovilo. Po modelskih podatkih Ese je v orbitah več kot 34.000 koščkov smeti, večjih od deset centimetrov – ti so dovolj veliki, da jih lahko spremljajo s tal; 900.000 kosov smeti je velikih od enega do deset centimetrov, kar 128 milijonov pa od enega milimetra do enega centimetra.

»Zaradi vse večje količine odpadkov bomo morali pogosteje izvajati manevre za izogibanje, vse več plovil pa bomo izgubili zaradi trčenj. Odprave bodo dražje, ker bo treba večkrat menjati satelite. Obstaja torej tveganje, da bomo nekega dne preprosto obupali nad uporabo posamezne orbite. A tega si v resnici ne moremo privoščiti, saj so satelitske storitve preveč dragocene: navigacija v avtomobilih, televizijski prenosi, komunikacijski kanali … Odvisni smo od infrastrukture v vesolju, vendar vsak dan stvari postajajo nekoliko bolj tvegane,« je jasen Holger Krag, vodja Esinega programa za varnost v vesolju.


 

Strah pred verižno reakcijo

Niso vse orbite enako »poseljene«, večina smeti je po podatkih Nase do višine 2000 kilometrov. »Največja verjetnost, da bo plovilo nekaj zadelo, je na višini od 800 do 1000 kilometrov. Statistično pričakujemo eno večje trčenje vsakih pet let,« razlaga Krag.



Zadnje večje trčenje se je zgodilo leta 2009, ko se je neaktivni ruski satelit Cosmos 2251 okoli 800 kilometrov nad Sibirijo s hitrostjo 36.000 kilometrov na uro zaletel v ameriški komunikacijski satelit Iridium 33. »Samo takrat se je ob trčenju v vesolje razletelo kakšnih dva tisoč delov, ki jih lahko spremljamo s tal,« pravi Krag. To je bilo prvo opazovano trčenje satelitov v vesolju in močan opomnik o naraščajočem problemu.

Tudi Esini sateliti so že doživeli podobno, a ne uničujoče trčenje, doda Krag. Avgusta 2016 je Copernicus Sentinel-1A zadel nekaj milimetrov velik košček. S kamerami so opazili, da je smet zadela ob solarno krilo, to je privedlo do upada energije in minimalne spremembe višine orbite. »Milimetrski delci vsakodnevno obstreljujejo vesoljska plovila, a jih ne uničijo. Kataklizmično trčenje povzroči deset centimetrov velik kos. Satelit se v takem primeru raztrešči na manjše kose, ki nato še poslabšajo stanje v vesolju.«



Konec marca je strokovnjake za vesoljsko varnost razjezila Indija, ko je namerno razstrelila satelit, pri čemer je nastalo okoli štiristo kosov, ki so nato kratkoročno močno povečali možnost trčenja z Mednarodno vesoljsko postajo. »Ta se mora v enem letu smetem umikati štirikrat ali petkrat, čeprav je na višini okoli 400 kilometrov, kjer je orbita precej bolj čista. Našo floto dvajsetih satelitov, ki so operativni v najbolj kritični regiji na 800 kilometrih, moramo premikati vsaka dva tedna.«

Največja je bojazen pred Kesslerjevim efektom, ki ga je leta 1978 predlagal Nasin strokovnjak Donald J. Kessler. Gre za katastrofalni scenarij, ko bi eno trčenje sprožilo verižno reakcijo, posledično bi orbita vsaj za nekaj generacij postala povsem neuporabna.
 

Samočiščenje

Za preprečitev tega efekta lahko največ naredijo operaterji, tako da plovilo, če je dovolj blizu Zemlje, preusmerijo v atmosfero, kjer zgori. »Dva ukrepa sta precej preprosta: lastniki lahko poskrbijo, da satelit po koncu življenjske dobe ne ostane v vesolju, poleg tega lahko vanj namestijo mehanizme, ki preprečujejo eksplozijo. Če zagotovimo samo to, smo naredili veliko,« meni Krag in doda, da je to še zlasti nujno v primerih zasebnikov, ki nameravajo v orbito poslati megakonstelacije. »Spacex bo imel satelite v relativno nizki orbiti, na višini 550 kilometrov. Tudi če jim bo odpovedal mehanizem, ki bo po koncu življenjske dobe poskrbel za samoodstranitev, je tam dovolj atmosfere in gravitacijske privlačnosti, da se bo orbita po nekaj letih samoočistila.«



Že 500 kilometrov više to ni mogoče. »Zemljina privlačnost je na višini tisoč kilometrov prešibka. Če sistem za odstranjevanje odpove, bo plovilo ostalo tam za vedno. Takšen sistem je za razvijalce plovil velik izziv, saj mora delovati tudi po petih ali desetih letih.«

Iz geostacionarne orbite, 35.786 kilometrov nad ekvatorjem, plovil za zdaj ne moremo odstraniti, zato mednarodne smernice predpisujejo pokopališče odsluženih satelitov, ki je 300 kilometrov nad to orbito.


 

Druge rešitve

»Pri Esi v okviru programa za varnost v vesolju razvijamo tehnologije za samoodstranitev. Prav tako izboljšujemo senzorje na tleh, da bomo lahko opazovali tudi manjše smeti in da bomo prej dobili opozorila pred morebitnimi trčenji. Se pa že pripravljamo na odpravo leta 2025, v kateri bomo prikazali odstranjevanje smeti z robotsko roko. S to isto roko bi lahko tudi servisirali pokvarjene satelite, jim dodali gorivo in podobno,« poudarja Krag.

Tudi druge vesoljske agencije in podjetja razmišljajo o napravah za čiščenje vesolja. Japonska vesoljska agencija je leta 2017 na ISS poslala 720 metrov dolgo električno vrv za lovljenje in vleko smeti. Poskus je neslavno propadel.

Uspešnejši je čistilni satelit desetih evropskih podjetij in raziskovalnih ustanov RemoveDebris (Odstranjevanje smeti), ki ga vodi univerza v Surreyju in sofinancira evropska komisija. Septembra je ujel vesoljski odpadek v mrežo, februarja pa so opravili še poskus s harpuno. Na poldrugi meter dolgi vrvi so jo izstrelili v tarčo s hitrostjo 20 metrov na sekundo in jo uspešno ujeli.



Satelit bo predvidoma uporabljal še tretjo tehnologijo – jadro, ki bo satelit odneslo do točke, ko bodo nanj začele delovati naravne sile in ga bo potegnilo v atmosfero, kjer bo zgorel.



Nasin laboratorij za reaktivni pogon razvija »lepljive« robotske roke, za katere so navdih dobili pri gekonih. Predmete bi lovili z elektrostatično energijo, vendar tehnologija še ni prestala testov v vesolju. Prav tako je na mizi ideja o uničevanju smeti z laserskimi žarki, a je še dlje od uresničitve.