Svemirski otpad (Alternativni zagađivači - 4. deo)

Zagađenje se uopšteno može definisati kao bilo koja pojava koja ugrožava prirodno okruženje ili čovekovu dobrobit. Tradicionalno, tipovi zagađenja se određuju spram vrste okoline u kojima se pojavljuju: vazduha, vode ili tla.

Međutim, u novije vreme, savremeni čovek se suočava sa novim, alternativnim kategorijama zagađivača: bukom (zvukom), svetlošću, suvišnom toplotom, mikroplastikom ili svemirskim otpadom (krhotinama).

Zemljina orbita - groblje satelita

Sumnjamo da je iko tog 4. oktobra 1957. mogao i da pretpostavi da ćemo kao civilizacija doživeti da od prvog veštačkog satelita lansiranog u orbitu tog dana, Sputnjika 1, dođemo u situaciju da nam nad glavama vise tone delova izraubovane svemirske mašinerije.

I dok je sovjetska metalna kugla prečnika 50 cm sa četiri moćne radijske antene sejala histerični strah sa druge strane Gvozdene zavese kružeći Zemljinom orbitom, decenije koje su usledile učinile su taj prostor prenatrpanim smećem poput gradskog parka posle maturske noći.

Mešavina je čuda, sreće i napora inžinjera svemirskih agencija kako do sada niko na našoj planeti nije poginuo od neke svemirske krhotine koja mu se sručila na glavu. Povoljnim okolnostima doprinose činjenice da je oko 70% površine planete pokriveno morima i okeanima, kao i da oko 80% otpada koji uđe u atmosferu izgori pre nego što padne na tlo. Pa ipak, procenjuje se da svakoga dana padne između jedne i dve tone takvog “sadržaja”, što uopšte nije zanemarljivo.

Petorica japanskih mornara lakše su povređena 4. jula 1969. kada je na palubu njihovog tegljača koji je plovio blizu obala Sibira pao deo za koji se veruje da potiče sa odbačenog sovjetskog svemirskog broda.

Jednu ženu je komad kosmičkog otpada u Oklahomi, SAD okrznuo po nozi 1997.

Šestogodišnji dečak Wu Jie iz Kine zadobio je lom palca na nozi i nateklinu na glavi kada je na njega delimično pao aluminijumski blok mase 10 kg, deo indijskog satelita.

Ovo su jedina tri dokumentovana slučaja povređivanja uzrokovanog svemirskkm đubretom.

Nadzor kao jedina aktivna mera upravljanja otpadom

U svemirski otpad svrstavaju se različite vrste predmeta. Među njima su cela napuštena svemirska plovila i sateliti, njihovi veći delovi, fragmenti nastali odvajanjem pojedinih modula rakete, komadići nastali sekundarnim sudaranjem otpadnih predmeta, njihovom dezintegracijom ili erozijom, nesagoreli delovi čvrstog goriva, komadi otpale farbe i drugi mali i još manji objekti.

Organizaciona jedinica NASA-e zadužena za uočavanje, praćenje, katalogizaciju i identifikaciju veštačkih objekata u Zemljinoj orbiti trenutno registruje skoro 22.000 objekata, od čega je oko 4.500 u aktivnoj upotrebi u formi veštačkih satelita. Međutim, ovde ne spadaju mikročestice prečnika manjeg od 10 cm koje je iz tehničkih razloga nemoguće pratiti specijalizovanom mrežom osmatračkih opservatorija, teleskopa i satelita, a za koje se pretpostavlja da ih ima preko 128 miliona.

Dotična mreža inače služi i za prognoziranje kada će i gde neka od krhotina pasti na Zemljino tlo i velikim delom zahvaljujući njenom funkcionisanju nije zabeležena nijedna pogibija uzrokovana ljudskim otpadom iz vasione.

Mali i veliki karamboli

Kosmički otpad predstavlja bezbednosni rizik pre svega za svemirske letelice - bespilotne ili one sa ljudskom posadom. Veliki komadi otpada kojima se poznaju položaj i putanja izbegavaju se odgovarajućim manevrisanjem plovila, dok se za zaštitu od udara manjih čestica koristi posebno ojačanje zvano Viplerov štit.

Iako ovaj štit adekvatno štiti telo letelica, njihovi solarni paneli ostaju izloženi udarima malih čestica. Prilikom njihove kolizije, stvara se efekat peskiranja (šmirglanja), paneli bivaju degradirani, a oblačići plazme koji se stvaraju mogu dovesti i do prekida u funkcionisanju panela.

Najveći orbitalni “saobraćajni” incident do sada desio se 10. februara 2009. kada su se na nebu iznad Rusije sudarili komercijalni satelit Iridium 33 i napušteni sovjetski vojni satelit Kosmos 2251. Sudarivši se pri brzini od oko 30.000 km/h i na visini od 789 km, ova dva veštačka nebeska tela napravila su brdo otpadnih segmenata i čestica, dovodeći u prvi plan gotovo zaboravljenu teoriju Donalda Keslera iz 1978. godine.

Mračan Keslerov scenario

Prema Keslerovom sindromu, kada bi gustina predmeta (mahom otpada) u niskoj Zemljinoj orbiti bila dovoljno velika, bilo koji sudar između dva objekta mogao bi da pokrene kaskadni efekat – svaki sledeći sudar proizvodio bi novu količinu svemirskog otpada, što bi opet uvećalo šanse da se dogodi novi sudar, i tako redom.

Kada bi se ovaj scenario u celini ostvario, cela orbita bi postala nedostupna, ne samo za putovanje ljudi u svemir, već i za rad veštačkih satelita, tokom više generacija.

Za mogući okidač nastupanja Keslerovog sindroma smatra se Envisat, veštački satelit velike mase koji je van funkcije od 2012. godine. Težak 8.211 kg, on pluta na orbitalnoj visini od 785 km, odnosno na visini na kojoj je opasnost od udara svemirskog otpada najveća. U toku jedne godine najmanje dva objekta koja se prate prođu na manje od 200 metara od ovog satelita, i procenjuje se da će se ovakvi susreti dešavati još češće u budućnosti. Satelit će ostati u orbiti još najmanje 150 godina i mogao bi vrlo lako da postane izvor velikog broja krhotina usled sudara sa nekim komadom svemirskog otpada, pa čak i onim najmanjim.

Prevencija i čišćenje

U poslednjih 50 godina, na površinu naše planete svakodnevno prosečno padne jedan do tri praćena objekta iz kategorije svemirskog otpada. U tom pogledu se naša atmosfera, udružena sa gravitacijom, pokazala kao najbolji “čistač” orbite.

Od 2010. poštuje se strukovni konsenzus (koji, doduše, nije pravno obavezujući) prema kojem svi novi sateliti i rakete moraju da poseduju mehanizme samouklanjanja u slučaju prestanka rada.

Dva najkorišćenija rešenja su slanje satelita u tzv. grobljansku orbitu - visinu rotiranja oko Zemlje na kojem ne predstavlja smetnju i projektovanje njegovog ulaska u atmosferu u kojoj će sagoreti ili pasti na bezbednu lokaciju (po pravilu u okeanu).

Svemirski kontejneri, laseri, razapete mreže…

Za čišćenje postojećeg otpada postoji mnogo predloga, ali je samo jedan ušao u fazu ekstenzivne realizacije, što je posledica manjka komercijalnih interesa i raspoloživih sredstava. Evropska svemirska agencija (ESA) od 2019. sa 120 miliona evra finansira pilot-projekat ClearSpace-1, svemirsko vozilo opremljeno robotizovanim rukama koje bi do 2025. trebalo da bude lansirano u orbitu, gde će uhvatiti određene komade otpada i zajedno sa njima sagoreti pri ulasku u atmosferu.

Uz “kosmički kontejner”, alternativni predlozi za čišćenje orbite obuhvataju upotrebu jakog laserskog snopa kojim bi se otpaci gađali i tako preusmeravali na Zemljinu površinu, ispaljivanje snopova jona, specijalne balone, a Japan je imao relativno uspešan eksperiment sa razapinjanjem svemirske mreže namenjene hvatanju i malih komada smeća.

Iako svemirski otpad predstavlja pre svega bezbednosnu pretnju po svemirska istraživanja i ne ugrožava posebno samu planetu i njenu biosferu, njegov značaj bi u skoroj budućnosti mogao da značajno poraste, paralelno sa rastom značaja tih istraživanja po opstanak i dobrobit čovečanstva.

U svakom slučaju, bilo bi krajnje ironično da se plemenitom cilju kakav je težnja ka spasu ljudske vrste putem kolonizacije Marsa ispreči - đubre.