(Ne)kontrolisano uvećavanje svemirskog otpada: Da li je broj lansiranja satelita dostigao kritičnu tačku?

Od nekontrolisanih sudara do smanivanja ozonskog omotača, hiljade satelita u orbiti oko Zemlje imaju potencijal da naprave veliku štetu u narednim decenijama. Koja su rešenja za tu sve veću pretnju?

Od početka svemirskog doba postoji kultura odbacivanja – slično slučaju plastike u okeanu, kaže Nik Šejv iz kompanije za orbitalno servisiranje.

Slanje satelita u orbitu oko Zemlje bilo je velika stvar. Od lansiranja prvog, Sputnjika, 1957. godine, pošto je postalo lakše i jeftinije slati satelite u svemir, njihov broj je uveliko rastao. Godine 2022, bilo ih je 6.000, a do 2030, jedna je procena, biće skoro 60.000 satelita u orbiti oko naše planete, piše Guardian.

Preporučujemo

Pogledajte u čisto noćno nebo i možete videti sjajan niz tačaka koje putuju preko njega. One su deo Spejseksove megakonstelacije satelita, Starlinka, koja omogućava veći pristup širokopojasnoj komunikaciji širom sveta.

Međutim, pravila za ponašanje ljudi u svemiru su fragmentarna i glavni međunarodni zakon, sporazum Ujedinjenih nacija iz 1967, star je više od 50 godina.

Sada u orbiti postoji ogromna količina otpada, ili svemirskog debrija. Mreže svemirskog nadzora prate skoro 37.000 objekata većih od 10 centimetara, prema izveštaju Evropske svemirske agencije (ESA) za septembar.

„Ti objekti su jesu opasni“, kaže Džon Džanka iz komunikacione kompanije Viasat. „Međutim, postoji više od milion komada debrija velikih između 1-10 centimetara, koji su letalni i ne mogu se pratiti. Šta to znači? Znači da ih ne možete videti, ne možete ih izbeći i ne možete zaštititi satelit od njih“.

Zabrinutost zbog debrija, pak, ide dalje od oštećenja pojedinog satelita ili letelice. Svemirski operateri su svesni opasnosti poznate kao Keslerov efekat ili sindrom, nazvane po naučniku NASA Donaldu Kesleru, koji je 1978. godine objavio teoriju da će se sa povećanjem broja satelita povećavati i verovatnoća sudara. Veći broj sudara stvara više debrija i povećava se rizik od još više sudara. Pri kritičnoj masi, jedan sudar bi mogao izazvati nezaustavljiv niz sudara, tako da bi čitava orbita mogla postati neupotrebljiva.

„Ako kritična tačka bude dostignuta, čovečanstvo će bespomoćno gledati kako se svemirski otpad povećava nekontrolisano. Bez pravovremene intervencije, rizikujemo da svemirsko doba dovedemo do neslavnog kraja i zarobimo čovečanstvo na Zemlji ispod sloja sopstvenog otpada vekovima ili čak milenijumima“, skoro apokaliptičnu sliku daje izveštaj Viasata iz 2022.

Došlo bi ne samo do naglog kraja svemirskog istraživanja, već i do gubitka svih koristi od svemirske tehnologije, uključujući navigaciju, prognozu vremena, klimatska merenja i čak satelitske širokopojasne komunikacije (pretpostavljene svrhe megakonstelacija).

Veličina je problem, kao i broj, kaže Džanka. Lansiramo desetine hiljada satelita i lansiramo sve veće satelite u nisku orbitu oko Zemlje – veće u smislu površine i mase. On to upoređuje sa većim jedrom na brodu koje hvata više vetra. Što je veći satelit – veća je šansa da ga pogodi debri. A veći sateliti stvaraju više debrija kad su pogođeni.

Šta je, dakle, rešenje? Praćenje i pomeranje satelita radi izbegavanja sudara je jedan način. Spejseks Ilona Maska upravlja svojim Starlink satelitima na taj način i uklanja iz orbite one za koje se smatra da su u većoj opasnosti da se njima ne može manevrisati.

Mnogi se slažu da je sposobnost manevrisanja važna. Međutim, to možda nije sigurno rešenje zbog pukog broja satelita koji će se naći na nebu u predstojećim godinama.

„Izbegavanje sudara je potpuno neprikladan naziv“, kaže Hju Luis, profesor astronautike na Sautemptonskom univerzitetu, „jer ne možete izbeći sudar kad ne znate da li će se zaista desiti“.

Međutim, manevrisanje u cilju izbegavanja budućih sudara smanjuje verovatnoću, objašnjava Luis, tako da – iako nikad ne nestaje – rizik se smanjuje. Sad pomnožite taj mali rizik sa 10.000 satelita, kaže on.

Prof. Luis govori o zakonu zaista velikih brojeva. „Možete imati stvarno retke događaje i ako date dovoljno prilike da se taj događaj desi – generalno se desi. Zbog toga postoji tendencija da viđamo velike katastrofe iako su zapravo veoma retke. To važi i za sudare svemirskih letelica“.

Sateliti mogu biti postavljeni u različite orbite zavisno od funkcije. Na primer, oni u niskoj orbiti oko Zemlje su relativno blizu Zemlji, 160-200 kilometara iznad površine, i dobri su za posmatranje Zemlje. Drugi, u visokoj orbiti, 36.000 kilometara iznad Zemlje, mogu biti korisni za nadgledanje vremenskih prilika.

Sateliti takođe koriste različite frekvencije ili delove elektromagnetnog spektra za komunikaciju i – baš kao u slučaju radiofrekvencija na Zemlji – operateri moraju da se prijave za ovaj ograničeni resurs putem Međunarodne telekomunikacione unije UN.

Dok se, pak, kompanije i države nadmeću za ovaj ograničeni resurs, postavljaju se pitanja pravedne podele neba i globalnog pristupa koristima.

Jan Kristensen iz fondacije za bezbednu i održivu upotrebu svemira kaže da operateri u svemiru generalno dobro rade. Zabrinutost postoji u pogledu načina interakcije različitih konstelacija. S obzirom na kineske sisteme, Amazonov projekat Kojper i druge, kako osigurati njihovu koordinisanost u odsustvu nekog globalnog sistema?

Neki smatraju da je globalna saradnja u svemiru neizbežna i da treba da se uspostavi što pre, imajući u vidu razvoj drugih velikih tehnoloških promena kao što su mobilna telefonija i internet – da se preskoči 10, 20, 30 godina pogrešnog postupanja.

Neprofitne organizacije lobiraju da svemirska industrija razvija „interoperabilne“ sisteme, tj. da operateri koriste standardizovanu opremu, programe i mreže kako bi njihovi sateliti i svemirski sistemi mogli da „razgovaraju jedan s drugim“. Reč je o efikasnijoj upotrebi komunikacionih tehnologija i mreža.

Radi ugrađivanja fleksibilnosti u komunikacione sisteme, kompanija Alirija razvila je „sredstvo za mrežnu orkestraciju“ ili program nazvan Spejstajm koji nagleda pokretne antene i može da pronađe najbolje rute ili opcije povezivanja između pokretnih satelita. Takođe može pomoći operaterima da razmenjuju mrežni kapacitet kad dozvole budu izdate.

Majkl Čeng iz Alirije upoređuje trenutnu komunikacionu mrežu u svemiru sa ranim danima mobilne telefonije na Zemlji kad je napuštanje jurisdikcije jednog operatora značilo ogromne troškove za korisnika u romingu, dok sad različiti operatori imaju protokole i standarde koji čine sistem lakšim za svakog.

Deljenje i standardizacija sistema u svemiru učinili bi situaciju efikasnijom i održivijom – npr. smanjujući količinu opreme koju treba lansirati.

„Verujemo u našu sposobnost da pomoću tehnologije pronađemo izlaz iz bilo koje teške situacije“, kaže Čeng, koji tvrdi da samo putem saradnje možemo učiniti delatnost u svemiru održivom. On navodi jedan veliki uspeh čovečanstva: zabranu hlorofluorougljenika radi zatvaranja rupe u ozonskom omotaču. Čovečanstvo je sarađivalo i uradilo dobru stvar smanjujući tu rupu.

Čeng takođe ističe da bi ozonski omotač opet mogao biti u opasnosti – ovaj put od istrošenih satelita. Studija objavljena ranije ove godine kaže da bi u budućnosti iskorišćeni sateliti iz megakonstelacija mogli proizvoditi više od 360 tona čestica aluminijum-oksida godišnje dok sagorevaju u Zemljinoj atmosferi. One se mogu zadržati decenijama i dovesti do značajne redukcije ozona.

Većina se slaže da ideja interoperabilnih sistema ima smisla, iako Džanka upozorava da to ne rešava problem „preterane upotrebe“. Šejv kaže da je bitan neki nivo standardizacije u odgovarajućim oblastima radi postizanja svemirske održivosti. Situacija u svemiru se može uporediti sa većim brojem vozila na putevima početkom 20. veka – nisu sprečena vozila na putevima, već je uspostavljena bolja kontrola.

Njegova kompanija Astroskejl zaključila je prošlog meseca ugovor vredan 1,95 miliona funti sa Svemirskom agencijom Ujedinjenog Kraljevstva u cilju misije čišćenja svemira – uklanjanja neaktivnih britanskih satelita iz svemira pomoću robotske ruke. U planu je da misija bude lansirana 2027-2028.

To bi moglo doprineti održivosti orbita. Moramo da izađemo na kraj sa višedecenijskim nasleđem odbačenih objekata, kaže Luis. Neko bi mogao reći da treba prekinuti sa lansiranjem satelita u potpunosti. Međutim, svemirske usluge su postale deo naše ekonomije i pitanje je kako razvijati upotrebu na održiv način.

Džanka želi da satelitska industrija modelira kako bi različiti scenariji i rešenja mogli funkcionisati. Takođe poziva na bolju regulaciju, dodajući da je prošle godine industrija osnovala Globalno udruženje satelitskih operatora, prepoznajući značaj saradnje sa regulatornim telima. Regulacija je potrebna jer imamo posla sa zajedničkim dobrom, a ne možemo pretpostaviti da će svako postupati ispravno, upozorava on.

Bez obzira da li se radi o interoperabilnim sistemima, tehnološkim rešenjima ili boljim pravilima za upotrebu svemira, pitanje kako da naše aktivnosti u svemiru budu održive je za svakoga. Ono što se dešava u svemiru značajno utiče na ono što se dešava na Zemlji, kaže Čeng.

Ne radi se samo o nama. Radi se o budućnosti i ostavljanju nasleđa koje omogućava drugim generacijama da koriste svemir, kaže Luis.

(Telegraf Nauka/Guardian)