Jak podaje PAP dziś rano doszło do bezprecedensowej katastrofy w przestrzeni kosmicznej, której skutki mogą wpłynąć na nasze życie na Ziemi w sposób, jakiego jeszcze nie doświadczyliśmy. Z informacji przekazanych przez agencje kosmiczne NASA, ESA i JAXA wynika, że prawdopodobnie doszło do kolizji pomiędzy chińskim satelitą pogodowym „Feng Yun 3F” a konstelacją satelitów Starlink, nie jest znana liczba uszkodzonych satelitów. Zderzenie to, którego efekty były wcześniej przewidywane, doprowadziło do ogromnej katastrofy, generując liczne odłamki kosmiczne, które zalały orbitę liczba uszkodzonych satelitów rośnie!
Najbardziej dramatycznym skutkiem tego incydentu jest utrata kontaktu z Międzynarodową Stacją Kosmiczną (ISS). Według najnowszych zdjęć z teleskopów, ISS rozpadł się na trzy ogromne fragmenty, a stan astronautów na pokładzie pozostaje nieznany. Brak komunikacji z załogą stacji wprowadza obawy co do ich stanu poważne przypuszczenia, że astronauci ponieśli śmierć.
Katastrofa ta ma również szerokie reperkusje polityczne i technologiczne. Międzynarodowa społeczność jest wstrząśnięta i podzielona w sprawie odpowiedzialności za ten kryzys. Konflikt wybuchł między państwami, szczególnie między Chinami a innymi krajami dotkniętymi skutkami kolizji, co prowadzi do napięć i sporów dyplomatycznych.
Dodatkowo, w wyniku zniszczenia dużej części połączeń satelitarnych, większość usług teleinformatycznych została poważnie zakłócona. Operatorzy telewizji satelitarnej i dostawcy internetu borykają się z poważnymi trudnościami, a użytkownicy na całym świecie doświadczają przerw w dostępie do podstawowych usług. Komunikacja globalna, która w dużej mierze opiera się na satelitach, znalazła się w chaosie.
Na chwilę obecną szczegóły katastrofy są wciąż niekopletne, a wiele instytucji pozostaje bez kontaktu. Światowa społeczność czeka na dalsze informacje i analizę sytuacji. W międzyczasie, kluczowe pytania dotyczące przyszłości kosmosu, bezpieczeństwa astronautów i globalnej infrastruktury telekomunikacyjnej pozostają otwarte.
To oczywiście przykład notatki prasowej jaka może się pojawić w najbliższym czasie (czego nikomu nie życzę i przepraszam za skrajnie nachalny Clickbait), jednak jakiś czas temu, niedaleko naszej planety przemknęły dwa duże obiekty – planetoidy MK i 2011 UL21. Te kosmiczne skały, znane i monitorowane od pewnego czasu, wzbudziły duże zainteresowanie, a NASA szybko opublikowała ich zdjęcia. Incydent ten przypomina nam o nieustannym zagrożeniu ze strony obiektów kosmicznych, które mogą zderzyć się z Ziemią. Choć te planetoidy były stosunkowo bezpieczne, istnieje inny, bardziej codzienny problem, który stanowi poważne zagrożenie dla naszej technologicznej infrastruktury w przestrzeni kosmicznej.
Ziemia w Niebezpieczeństwie: Czy Kosmiczne Śmieci Mogą Zniszczyć Naszą Cywilizację?
Kosmiczne śmieci, pozostawiane przez nas podczas eksploracji kosmosu i rozwoju infrastruktury satelitarnej, to problem, który narasta z każdym rokiem. Obecnie satelity po spełnieniu swoich obowiązków krążą przez wiele lat po orbicie, a niewiele z nich jest wyposażonych w funkcje deorbitacji. Coraz trudniej jest zachować porządek, ponieważ satelity zderzają się z ogromną prędkością, tworząc mnóstwo mniejszych obiektów, które pędzą z równie dużą prędkością. Te małe fragmenty mogą uderzać w kolejne satelity, generując jeszcze więcej śmieci. W efekcie zagrożeni są astronauci na stacji kosmicznej, inne satelity, a nawet same starty rakiet.
Problem ten nie ogranicza się jedynie do starych lub zepsutych satelitów. Na orbicie znajdują się również zużyte rakiety i ich części, popsute komponenty, zgubione narzędzia i wiele innych przedmiotów. Zrobiło się tego tak dużo, że może to zagrozić całkowicie eksploracji kosmosu oraz działalności komercyjnej, takiej jak satelity telekomunikacyjne i GPS. Kosmiczne śmieci są tysiące razy liczniejsze niż satelity, co sprawia, że orbita staje się coraz bardziej zatłoczona i niebezpieczna.
Choć teoretycznie obiekty te same spadną do atmosfery ziemskiej, proces ten będzie trwał setki lat. Problemem nie jest tylko ich liczba, ale również prędkość, z jaką się poruszają. Średnia prędkość satelitów na orbicie wynosi około 7,8 km/s (28 000 km/h), co oznacza, że nawet małe fragmenty mogą spowodować poważne szkody. Zderzenie się zwykłej nakrętki z panelem słonecznym satelity generuje kolejne obiekty poruszające się we wszystkie strony z ogromną prędkością.
Według danych z 2023 roku, na orbicie jest około 7 000 aktywnych satelitów. Obecnie nieaktywnych satelitów, które jeszcze krążą, jest około 3 000 do 4 000. ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) szacuje, że na orbicie znajduje się ponad 900 000 odłamków większych niż 1 cm, a każde zderzenie z działającym satelitą może zakończyć jego misję. Wzrost liczby odłamków o 400 000 w ciągu nieco ponad dwóch dekad jest przerażający.
Źródło www.space.com
W 2021 roku Rosyjska próba rakiety przeciwsatelitarnej doprowadziła do katastrofy, zmuszając Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) do podjęcia działań wymijających, aby ominąć fragment śmieci kosmicznych z rosyjskiego satelity. Jak donosi Space.com w październiku 2022 roku, ISS musiała wykonać manewr unikowy, aby uniknąć zderzenia z odłamkiem z rosyjskiego satelity, zniszczonego podczas szeroko potępianego testu rakiety przeciwsatelitarnej. W listopadzie 2021 roku astronauci na pokładzie ISS musieli schronić się w swoich statkach transportowych, gdy stacja przeszła niebezpiecznie blisko kosmicznych odpadków. (na podstawie danych ze space.com)
Spotkałem się z danymi mówiącymi o znacznie większej liczbie obiektów:
Operatorzy satelitarni wydają obecnie nawet 14 milionów euro na manewry i obserwacje skutków zderzeń z odłamkami. Najgorsze jest to, że 99% alarmów jest fałszywych. Rozpoczęto również krytykowany proces komercjalizacji przestrzeni kosmicznej, wprowadzając całe konstelacje satelitów.
Zagrożenia związane z kosmicznymi śmieciami
Kosmiczne śmieci stanowią poważne zagrożenie nie tylko dla infrastruktury satelitarnej, ale również dla dalszej eksploracji kosmosu i obserwacji nieba. W niniejszym artykule przyjrzymy się dwóm głównym obszarom zagrożeń: utrudnienia w eksploracji kosmosu oraz trudności w obserwacji kosmosu.
Utrudnienia w eksploracji kosmosu
Bezpieczeństwo misji załogowych i bezzałogowych: Kosmiczne śmieci zagrażają bezpieczeństwu misji zarówno załogowych, jak i bezzałogowych. Astronauci na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) regularnie muszą wykonywać manewry unikania, aby nie zderzyć się z odłamkami.
Ograniczenia w umieszczaniu nowych satelitów: Zwiększona liczba śmieci na orbicie utrudnia umieszczanie nowych satelitów. Przestrzeń na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) staje się coraz bardziej zatłoczona, co zwiększa ryzyko kolizji podczas startów nowych misji. To z kolei może ograniczać rozwój nowych technologii i eksplorację kosmosu.
Długoterminowe zagrożenia dla misji międzyplanetarnych: Kosmiczne śmieci mogą stanowić zagrożenie dla misji międzyplanetarnych, które muszą przechodzić przez obszary niskiej orbity okołoziemskiej podczas startu. Każda kolizja z odłamkami może zakończyć misję jeszcze przed jej rozpoczęciem, co jest szczególnie ryzykowne i kosztowne.
Trudności w obserwacji kosmosu
Zanieczyszczenie świetlne: Kosmiczne śmieci mogą powodować zanieczyszczenie świetlne, które utrudnia obserwacje astronomiczne z Ziemi. Odłamki mogą odbijać światło słoneczne, tworząc jasne ślady na zdjęciach astronomicznych. To zanieczyszczenie świetlne zakłóca prace astronomów i obniża jakość danych zbieranych przez teleskopy.
Zakłócenia w pracy teleskopów kosmicznych: Teleskopy kosmiczne, takie jak Hubble, które znajdują się na orbitach okołoziemskich, są narażone na kolizje z kosmicznymi śmieciami. Nawet małe uszkodzenia mogą wpłynąć na ich zdolność do zbierania danych i prowadzenia badań kosmosu. Konieczność unikania kolizji może wymuszać przerwy w obserwacjach i zakłócać badania naukowe.
Utrudnienia w śledzeniu obiektów: Duża liczba kosmicznych śmieci komplikuje śledzenie i monitorowanie naturalnych obiektów kosmicznych, takich jak asteroidy i komety. Śmieci mogą zakłócać sygnały radarowe i radiowe, co utrudnia dokładne określenie pozycji i trajektorii tych obiektów. To z kolei zwiększa ryzyko przeoczenia potencjalnie niebezpiecznych obiektów zbliżających się do Ziemi.
Wyzwania w prowadzeniu długoterminowych obserwacji: Kosmiczne śmieci mogą zakłócać długoterminowe obserwacje kosmiczne, takie jak badania zmienności jasności gwiazd czy monitorowanie planet pozasłonecznych. Fragmenty śmieci przelatujące przed teleskopami mogą wprowadzać zakłócenia i fałszywe sygnały do danych obserwacyjnych, co utrudnia analizę i interpretację wyników.
Co możemy zrobić?
Co możemy zrobić?
Pierwszym krokiem w kierunku rozwiązania problemu kosmicznych śmieci jest skoordynowanie działań międzynarodowych. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zauważyła problem rozproszenia działań prewencyjnych, obserwacyjnych i naprawczych. Plan ESA obejmuje nie tylko opracowanie nowych technologii, ale również wdrożenie odpowiednich rozwiązań prawnych. Skoordynowane działania są szczególnie istotne w kontekście rosnącej roli sektora prywatnego w kosmosie.
Innowacyjne rozwiązania i projekty
Wrocławska firma i EagleEye
Jednym z przykładów działań zmierzających do zmniejszenia ilości kosmicznych śmieci jest projekt realizowany przez polską firmę z Wrocławia. Firma ta ma istotny wkład w największym polskim satelicie EagleEye oraz w nowej europejskiej rakiecie nośnej Ariane 6. Wrocławska spółka dostarczyła zestaw optyczny oparty na dwóch kamerach, które będą rejestrować kluczowe etapy lotu. Kamery te zarejestrują m.in. odłączenie głównej owiewki około 3,5 minuty po starcie oraz separację wynoszonych na orbitę satelitów po 66 minutach lotu.
PW-Sat2 i żagiel deorbitacyjny
Innym istotnym projektem jest PW-Sat2, satelita stworzony przez studentów Politechniki Warszawskiej, który został wyniesiony na orbitę przez rakietę Falcon 9 w 2018 roku. Najważniejszym elementem urządzenia jest żagiel deorbitacyjny o powierzchni 4 m², który w przyszłości może służyć do sprzątania kosmosu. System zasilania, struktura satelity i oprogramowanie misji są autorskimi projektami studentów. Żagiel deorbitacyjny może być częścią wyposażenia przyszłych satelitów, które po zakończeniu misji uruchomią go, aby samodzielnie deorbitować i spłonąć w atmosferze.
Wizualizacja PW-Sata2 na orbicie. Model 3D: Marcin Świetlik
Napędy umożliwiające deorbitację
Trwają również prace nad tanimi i trwałymi napędami do satelitów, które umożliwiają zarówno ucieczkę, jak i deorbitację. Projekt PW-Sat2 nie jest jedynym – w 2024 roku rozpoczął się projekt PW-Sat3, który ma kontynuować misję zapoczątkowaną przez PW-Sat2. W Polsce realizowanych jest kilka projektów mogących pomóc w rozwiązaniu problemu kosmicznych śmieci.
RemoveDEBRIS
To europejski projekt prowadzony przez Surrey Space Centre i wspierany przez Europejską Komisję oraz wiele firm z sektora kosmicznego. Satelita RemoveDEBRIS, który został wyniesiony na orbitę w 2018 roku, miał na celu przetestowanie różnych technologii usuwania śmieci kosmicznych, takich jak:
Sieć kosmiczna: Mechanizm do chwytania odłamków za pomocą siatki.
Harpoon: Harpun do wychwytywania i stabilizowania większych fragmentów śmieci.
Żagiel deorbitacyjny: Technologia mająca na celu przyspieszenie deorbitacji satelity.
ClearSpace-1 to misja planowana przez Europejską Agencję Kosmiczną we współpracy ze szwajcarską firmą ClearSpace. Celem misji, planowanej na 2025-2026 rok, jest usunięcie dużego fragmentu śmieci kosmicznych, znanego jako Vespa (112kg), który pozostał po wcześniejszej misji kosmicznej. Misja ta ma na celu demonstrację technologii chwytania i deorbitacji dużych obiektów.
Źródło: www.esa.int
ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale Demonstration)
Astroscale, japońska firma specjalizująca się w zarządzaniu śmieciami kosmicznymi, prowadzi projekt ELSA-d. Satelita ELSA-d, wystrzelony w 2021 roku, ma na celu przetestowanie technologii chwytania i deorbitacji nieaktywnych satelitów. Misja składa się z dwóch części: „serwisodawcy” i „klienta”, które symulują zbliżanie się, chwytanie i deorbitację.
JAXA pracuje nad kilkoma projektami mającymi na celu redukcję kosmicznych śmieci. Jednym z nich jest projekt KITE, który testował możliwość użycia liny z materiałów przewodzących do spowalniania i deorbitacji nieaktywnych satelitów. JAXA prowadzi również badania nad innymi metodami usuwania śmieci z orbity.
Wiecie, że tylko pobieżnie przeszukując internet czy publikacje nalazłem jeszcze kilkanaście pomysłów w mniej lub bardziej zaawansowanym stadium rozwoju?
Pesymizm przyprawiony szczyptą optymizmu?
Cieszy mnie, że polscy naukowcy i lokalne firmy odgrywają istotną rolę w globalnym wysiłku na rzecz rozwiązania problemu kosmicznych śmieci. Polskie firmy nie tylko wnoszą znaczący wkład w technologię kosmiczną, ale również demonstrują zdolność do opracowywania praktycznych rozwiązań problemów, które mają globalne znaczenie. To napawa mnie dumą.
Jednak pomimo tych pozytywnych przykładów, niepokoi mnie fakt, że problem kosmicznych śmieci w dużej mierze został scedowany na małe firmy i startupy. Chociaż te mniejsze podmioty mogą być bardziej innowacyjne i elastyczne, to ich ograniczone zasoby finansowe i infrastrukturalne mogą wydłużyć czas opracowywania i wdrażania efektywnych rozwiązań. Projekty realizowane przez małe firmy są często rozciągnięte na wiele lat, co może nie być wystarczające w obliczu narastającego problemu.
Źródło: NASA
Może warto byłoby wrócić do większych, dobrze finansowanych organizacji, takich jak NASA czy ESA, które posiadają odpowiednie zasoby i doświadczenie, aby skutecznie zarządzać problemem kosmicznych śmieci. Oczywiście, mogę się mylić w ocenie struktury działań tych organizacji, ale zrzucenie całego ciężaru na projekty komercyjne wydaje się jedynie tańszym rozwiązaniem. Pytanie pozostaje, czy będzie to rozwiązanie równie efektywne i szybkie.
Zawsze mam też z tyłu głowy podejrzenia, że wiele startupów tworzy projekty, pobiera granty i znika, nie osiągając realnych wyników. Taki scenariusz dodatkowo komplikuje problem, gdyż zamiast przynosić rozwiązania, marnowane są cenne zasoby.
Niepokoją mnie również możliwe katastrofalne konsekwencje, które mogą wyniknąć z awarii satelitów. Zderzenie się satelity z innym obiektem może uszkodzić kluczowe elementy infrastruktury okołoziemskiej, takie jak Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (ISS), satelity GPS, czy satelity wojskowe. W przypadku uszkodzenia satelitów wojskowych pojawia się dodatkowy problem – czy awaria była przypadkowa, czy celowo spowodowana przez kogoś? Taki incydent mógłby prowadzić do eskalacji napięć międzynarodowych i potencjalnie poważnych konfliktów – także w kosmosie.
Może skoordynowaniem działań powinna zająć się Organizacja Narodów Zjednoczonych (ONZ). ONZ, jako globalna organizacja z odpowiednimi strukturami i zasobami, mogłaby zapewnić niezbędną koordynację międzynarodową, tworząc jednolite przepisy i standardy dotyczące zarządzania kosmicznymi śmieciami. Organizacja ta ma doświadczenie w mediacji i koordynacji działań międzynarodowych, co mogłoby być kluczowe w skutecznym rozwiązaniu problemu.
Kosmiczne śmieci stanowią jedno z najpoważniejszych zagrożeń dla przyszłości eksploracji kosmosu i działalności komercyjnej na orbicie. Wymaga to skoordynowanych działań międzynarodowych, aby skutecznie zarządzać i minimalizować ryzyko związane z tym problemem. Polscy naukowcy i firmy demonstrują, że mogą być kluczowymi graczami w tej dziedzinie, ale nie możemy polegać wyłącznie na małych podmiotach. Potrzebne są również silne, dobrze finansowane inicjatywy ze strony większych organizacji, takich jak NASA, ESA, oraz potencjalnie ONZ.
Bez względu na to, kto prowadzi te projekty, kluczowe jest, aby były one realizowane szybko i efektywnie. Tylko poprzez połączenie wysiłków różnych podmiotów możemy zapewnić bezpieczną i zrównoważoną przyszłość dla naszej działalności w przestrzeni kosmicznej.
Jeszcze raz przepraszam za skrajnie nachalny Clickbait
Pozdrawiam i do następnego artykułu Aleksander Marcin Sanetra
Cześć! Nazywam się Aleksander Marcin Sanetra, jestem pasjonatem nauki, technologii, sztuki i życia, a także twórcą, pisarzem i copywriterem. Moje zainteresowania są niezwykle szerokie i obejmują takie dziedziny jak historia, fizyka kwantowa, astrofizyka, filozofia, elektronika, retro elektronika oraz wiele innych. Prowadzę interdyscyplinarny blog, który ma na celu inspirowanie i edukowanie, pokazując, że nauka może być nie tylko pouczająca, ale także fascynująca.
Odważysz się wejść w mój świat, który (notabene) jest i twoim światem?
