Τα διαστημικά σκουπίδια γίνονται πρόβλημα και πρέπει να το συζητήσουμε
Όταν σκεφτόμαστε τα σκουπίδια, πράγματα όπως κάδοι σκουπιδιών ή χωματερές έρχονται στο μυαλό - αλλά υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα με τα σκουπίδια, ένα που είναι δύσκολο να δει κανείς με γυμνό μάτι από τη Γη. Τα διαστημικά σκουπίδια, προειδοποιούν οι ερευνητές, είναι ένα αυξανόμενο πρόβλημα και, αν δεν το αντιμετωπίσουμε γρήγορα, μπορεί σύντομα να είναι πάρα πολύ.
Υπάρχουν συνολικά 6.542 δορυφόροι που καταλαμβάνουν αυτήν τη στιγμή την τροχιά της Γης, αλλά μόνο οι μισοί από αυτούς κάνουν στην πραγματικότητα κάτι. Τα άλλα μισά είναι ανενεργά - είναι απλά σκουπίδια. Για να γίνουν τα πράγματα ακόμη πιο προβληματικά, περισσότεροι από 1.200 δορυφόροι εκτοξεύτηκαν το 2020 — αυτό αποτελεί ρεκόρ, αλλά σε γενικές γραμμές, θα μπορούσαμε να περιμένουμε ότι όλο και περισσότεροι δορυφόροι θα εκτοξευθούν σε τροχιά.
Τώρα, φανταστείτε ότι μια μέρα η τροχιά της Γης θα γίνει υπερπλήρη και δύο τόσο μεγάλοι δορυφόροι χτυπούν ο ένας τον άλλον. Και οι δύο δορυφόροι θα σπάζονταν σε μικρότερα κομμάτια που θα συγκρούονταν περαιτέρω με άλλους δορυφόρους και θα προκαλούσαν μια σειρά από ασταμάτητες συγκρούσεις και πολλά άχρηστα κομμάτια που πετούν τριγύρω. Αυτό έχει συμβεί ήδη μερικές φορές.
Εξαιτίας αυτών των συγκρούσεων, η τροχιά του πλανήτη μας γεμίζει ολοένα και περισσότερο με συντρίμμια, σε βαθμό που τελικά δεν θα έχουμε περιθώριο για εκτόξευση περισσότερων πυραύλων και δορυφόρων. Μια τέτοια κατάσταση στην οποία η τροχιά της Γης καθίσταται εντελώς άχρηστη λόγω μεγάλων ποσοτήτων διαστημικών σκουπιδιών αναφέρεται ως σύνδρομο Kessler — ένα φαινόμενο που οραματίστηκε για πρώτη φορά ο επιστήμονας της NASA, Donald J. Kessler, το 1978.
Ευτυχώς, δεν είμαστε ακόμα σε αυτό το στάδιο. Προς το παρόν, τα διαστημικά σκουπίδια δεν φαίνονται μεγάλο πρόβλημα, αλλά οι ειδικοί της αεροδιαστημικής προτείνουν ότι τα επόμενα χρόνια, ο αριθμός των εκτοξεύσεων δορυφόρων και των διαστημικών αποστολών θα μπορούσε να αυξηθεί δραματικά, και αυτό είναι πιθανό να προσθέσει περισσότερα σκουπίδια στο διάστημα και να κάνει την τροχιά της Γης πιο γεμάτη από ποτέ. Με απλά λόγια, εάν δεν αρχίσουμε να αναλαμβάνουμε δράση γρήγορα, σύντομα θα είναι πολύ αργά.
Περιεχόμενα
- 1 Τι είναι τα διαστημικά σκουπίδια και γιατί είναι επικίνδυνα;
- 1.1 Ένα μικρό αλλά αυξανόμενο πρόβλημα
- 2 Είναι δυνατόν να ελευθερωθεί η τροχιά της Γης από διαστημικά σκουπίδια;
- 2.1 Η κατώτατη γραμμή
Τι είναι τα διαστημικά σκουπίδια και γιατί είναι επικίνδυνα;
Τα διαστημικά σκουπίδια είναι ένας γενικός όρος. Τα μη χρησιμοποιήσιμα δορυφορικά μέρη, εξαρτήματα πυραύλων και συντρίμμια τεχνητών μηχανών στο διάστημα ονομάζονται «διαστημικά σκουπίδια». Μέχρι τώρα, η NASA έχει παρακολουθήσει 27.000 τέτοια αντικείμενα που κινούνται άσκοπα στην τροχιά της Γης. Αυτά τα τροχιακά συντρίμμια μπορούν να κινηθούν με ταχύτητα 24.000 km/h (15.000 mph) και επομένως οποιοδήποτε τέτοιο ταχέως κινούμενο κομμάτι σκουπιδιών μπορεί να χτυπήσει και να καταστρέψει έναν λειτουργικό δορυφόρο ή έναν πύραυλο που περνάει ανά πάσα στιγμή.
Βλέπουμε ήδη κάποιες από αυτές τις ζημιές σε δράση. Τον Μάρτιο του 2021, η 18η Μοίρα Διαστημικού Ελέγχου (18SPCS), μια μονάδα διαστημικού ελέγχου υπό την αμερικανική διαστημική δύναμη επιβεβαίωσε ότι ένα μικρό κομμάτι συντριμμιών με το όνομα Object 48078 χτύπησε τον δορυφόρο Yunhai 1-02 της Κίνας. Σύμφωνα με τον αστροφυσικό Jonathan McDowell, το αντικείμενο 48078 ήταν ένα απομεινάρι του Zenet-2, ενός ρωσικού πυραύλου που εκτοξεύτηκε το έτος 1996. Ο McDowell πρόσθεσε περαιτέρω ότι ο «δορυφόρος Yunhai 1-02 διαλύθηκε» μετά τη σύγκρουση.
Ωστόσο, τέτοιες συγκρούσεις λόγω διαστημικών σκουπιδιών εξακολουθούν να είναι σπάνιες. Πριν από τη συντριβή Yunhai 1-02, η τελευταία σύγκρουση που αναφέρθηκε ήταν το 2009. Επιπλέον, τέτοιες συγκρούσεις μπορούν να αποφευχθούν από ελεγκτές αποστολής προσαρμόζοντας τη θέση ενός δορυφόρου. Κάθε χρόνο πολλοί δορυφόροι γίνονται πολλές φορές ελιγμοί για να αποφευχθεί η σύγκρουση με διαστημικά σκουπίδια, ακόμη και ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός (ISS) έχει πραγματοποιήσει περισσότερους από 20 ελιγμούς αποφυγής ανεπιθύμητων από την εκτόξευση του το 1998.
Το πρόβλημα με τα διαστημικά σκουπίδια δεν φαίνεται να είναι μεγάλο ζήτημα προς το παρόν, αλλά εάν δεν αντιμετωπιστεί σωστά, μπορεί να οδηγήσει σε χάος στην τροχιά του πλανήτη μας στο μέλλον - χάος που θα είναι εξαιρετικά δύσκολο να αντιμετωπιστεί.
Ένα μικρό αλλά αυξανόμενο πρόβλημα
Πριν από το 2010, μόνο περίπου 100 δορυφόροι εκτοξεύονταν κάθε χρόνο, αλλά το έτος 2020, για πρώτη φορά, περισσότεροι από 1000 δορυφόροι στάλθηκαν στο διάστημα. Οι αριθμοί συνεχίζουν να αυξάνονται και το 2021 γιατί μέχρι στιγμής έχουν ήδη τεθεί σε τροχιά 1400 νέοι δορυφόροι φέτος.
Επιπλέον, στις πρώτες μέρες της εξερεύνησης του διαστήματος, υπήρχαν μόνο λίγες υπηρεσίες που θα έστελναν δορυφόρους στο διάστημα - όπως η NASA, η Roscosmos και η Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία. Σήμερα, ενεργοί ιδιωτικοί παίκτες όπως η SpaceX και η Blue Origin έχουν δημιουργήσει μια έκρηξη στην αεροδιαστημική βιομηχανία και εκτοξεύουν όλο και περισσότερους δορυφόρους. Αυτές οι εταιρείες σχεδιάζουν να εκτοξεύσουν μεγα-αστερισμούς (ομάδες δορυφόρων που καλύπτουν μεγάλη τροχιακή περιοχή) στην τροχιά της Γης για να παρέχουν ασύρματες ευρυζωνικές υπηρεσίες Διαδικτύου σε όλο τον κόσμο, τα επόμενα χρόνια — ένα συναρπαστικό έργο που αναμένεται να βοηθήσει εκατομμύρια σε όλο τον κόσμο. αλλά που επίσης θέτει νέες απειλές για το πρόβλημα των διαστημικών σκουπιδιών.
Αυτοί οι μέγα-αστερισμοί θα έφεραν μια άνευ προηγουμένου αύξηση στον αριθμό των δορυφόρων που περιστρέφονται γύρω από τη Γη (μια έκθεση προτείνει ότι η τροχιά της Γης μπορεί να έχει 100.000 δορυφόρους μέχρι το 2030). Με κάθε εκτόξευση, ο όγκος των διαστημικών σκουπιδιών θα αυξάνεται επίσης, καθιστώντας την τροχιά πιο συμφόρηση. Ως αποτέλεσμα, τόσο οι υπάρχοντες όσο και οι νέοι δορυφόροι θα πρέπει να εκτελούν περισσότερους ελιγμούς αποφυγής σύγκρουσης.
Ως εκ τούτου, περισσότερα καύσιμα και πόροι θα δαπανηθούν για τη διάσωση των δορυφόρων από τα διαστημικά σκουπίδια. Αργά ή γρήγορα, με έναν αυξανόμενο αριθμό διαστημικών αποστολών, οι αυξανόμενες ποσότητες διαστημικών σκουπιδιών μπορεί να αυξήσουν τη συχνότητα των συγκρούσεων στο διάστημα και με την πάροδο του χρόνου, θα μπορούσε τελικά να προκαλέσει το σύνδρομο Kessler.
Είναι δυνατόν να απελευθερωθεί η τροχιά της Γης από διαστημικά σκουπίδια;
Ο καθαρισμός των σκουπιδιών του χώρου δεν είναι τόσο εύκολος όσο ακούγεται. Για αρχή, η επιβολή απαγόρευσης δεν φαίνεται πολλά υποσχόμενη ιδέα.
Οι πύραυλοι εκτοξεύονται για να εξερευνήσουν το διάστημα και να συλλέξουν πληροφορίες για άλλους πλανήτες στον γαλαξία μας, ενώ τεχνητοί δορυφόροι τοποθετούνται στην τροχιά της Γης για να διευκολύνουν την επικοινωνία, την πλοήγηση, τη στρατιωτική βοήθεια, την παρατήρηση της γης, την πρόγνωση καιρού, την αναζήτηση ορυκτών και πολλά άλλα δραστηριότητες που έχουν μεγάλη σημασία για τον άνθρωπο. Επομένως, η απαγόρευση των διαστημικών αποστολών και των νέων εκτοξεύσεων δορυφόρων δεν είναι προφανώς λύση.
Ο καθαρισμός της τροχιάς του πλανήτη μας είναι τόσο δαπανηρή όσο και περίπλοκη διαδικασία. Ωστόσο, ερευνητές και διαστημικές υπηρεσίες εργάζονται σε αυτό και συνεχίζουν να βρίσκουν νέες και ενδιαφέρουσες μεθόδους για την αφαίρεση διαστημικών σκουπιδιών από την τροχιά της Γης.
Γύρω στο 2012, μια ομάδα ερευνητών που εργάζονταν στο EPFL (Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας) σκέφτηκε έναν ειδικό δορυφόρο (που ονομάζεται CleanSpaceOne) που θα μπορούσε να προσκολληθεί σε ένα στοχευμένο κομμάτι διαστημικών σκουπιδιών και να σύρει το ίδιο πίσω προς τη γη. Οι ερευνητές πρότειναν ότι κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του στη Γη, τόσο ο δορυφόρος όσο και τα διαστημικά σκουπίδια θα καίγονταν από την ατμοσφαιρική θερμότητα.
Αυτή η ιδέα ακούγεται πολλά υποσχόμενη, αλλά θα είναι επίσης δαπανηρή, και η κατάρριψη δορυφόρων ένας κάθε φορά θα είναι πολύ χρονοβόρα.
Το 2016, η Ιαπωνική Υπηρεσία Αεροδιαστημικής Εξερεύνησης έστειλε μια ηλεκτροδυναμική πρόσδεση στο διάστημα που θα μπορούσε να κατευθύνει τα διαστημικά σκουπίδια προς την ατμόσφαιρα της Γης χρησιμοποιώντας το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη. Μερικά χρόνια αργότερα, το Διαστημικό Κέντρο Surrey στο Ηνωμένο Βασίλειο ξεκίνησε το έργο RemoveDEBRIS τον Απρίλιο του 2018, αυτό το έργο επικεντρώθηκε στην ενθάρρυνση και επίδειξη διαφόρων τεχνολογιών αφαίρεσης διαστημικών σκουπιδιών. Στο πλαίσιο της πρωτοβουλίας RemoveDEBRIS δοκιμάστηκε η αποτελεσματικότητα των μεθόδων που περιλαμβάνουν δίχτυ, καμάκι και πανί έλξης για την σύλληψη διαστημικών σκουπιδιών.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Purdue ανέπτυξαν επίσης ένα πανί έλξης με το όνομα Spinnaker3 το 2020. Αυτό το ισχυρό πανί έλξης είναι ένας αποτελεσματικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος αντιμετώπισης των διαστημικών σκουπιδιών καθώς δεν απαιτεί καύσιμο κατά τη λειτουργία του. Επιπλέον, μπορεί να σύρει ακόμη και διαστημικά σκουπίδια μεγέθους πυραύλων πίσω στην ατμόσφαιρα της Γης, ώστε να καταστραφούν με την ησυχία τους. Το Spinnaker3 αναμένεται να εκτοξευτεί τον Νοέμβριο του 2021 με πύραυλο Firefly.
Η Astroscale, μια εταιρεία απομάκρυνσης σκουπιδιών τροχιακών σκουπιδιών από την Ιαπωνία, εκτόξευσε τον δορυφόρο ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale-demonstration) τον Μάρτιο του 2021. Αυτό το προηγμένο σύστημα αφαίρεσης συντριμμιών χρησιμοποιεί τεχνολογία σύλληψης μαγνητικού δορυφόρου για την επιλογή μικρών ανενεργών δορυφόρων από την τροχιά της Γης . Η ELSA-d ολοκλήρωσε με επιτυχία την πρώτη της δοκιμή σύλληψης δορυφόρου στις 25 Αυγούστου 2021 και τώρα προχωρά στις επόμενες φάσεις της διαδικασίας αφαίρεσης διαστημικών σκουπιδιών.
Η κατώτατη γραμμή
Όπως συμβαίνει γενικά, η πρόληψη είναι καλύτερη από τη θεραπεία. Στην περίπτωση των διαστημικών σκουπιδιών, δεν είναι ακόμη μεγάλο πρόβλημα — αλλά από τη στιγμή που θα γίνει μεγάλο πρόβλημα, μπορεί να είναι πολύ μεγάλο για να το χειριστείτε αποτελεσματικά, γι' αυτό είναι καλύτερο να ενεργήσετε όσο το δυνατόν γρηγορότερα.
Οι ειδικοί της αεροδιαστημικής το παρακολουθούν στενά και εάν υποστηριχθεί η έρευνά τους, πιθανότατα θα δούμε σύντομα αποτελεσματικές στρατηγικές διαχείρισης απορριμμάτων για το διάστημα — και μέχρι να είμαστε έτοιμοι να πάμε στο πρώτο μας διαπλανητικό πικνίκ, θα έχουμε ένα καθαρό, πράσινο (ελπίζουμε) και όμορφη τροχιακή θέα.
