Ali so vesoljski odpadki tako nevarni? Kje začeti s čiščenjem orbit? Katere pravne težave je treba rešiti za to? Kateri projekti so na voljo? Dopisnik "RG" se o tem pogovarja z Vladimirjem Agapovom, višjim raziskovalcem na Inštitutu za uporabno matematiko po imenu V. I. M. V. Keldysh, ki je vodilna organizacija Ruske akademije znanosti za problem vesoljskih naplavin.
Tako so se vodilne vesoljske sile iz besed o nevarnosti onesnaževanja vesolja končno odločile, da se lotijo posla. Pionirji bodo Japonci, ki bodo februarja preizkusili takšen čistilni sistem. Toda ali je res tako pomembno? Navsezadnje leta minevajo, veliko se govori o nevarnosti smeti, vendar se zaradi tega na splošno ni zgodilo hujših nesreč. Morda pustite, da leti, in vam ni treba porabiti veliko denarja?
Vladimir Agapov: Najprej ugotovimo, o čem pravzaprav govorimo. Kaj so vesoljski odpadki? Po mnenju strokovnjakov se okoli Zemlje vrti več kot 650 tisoč različnih predmetov velikosti več kot en centimeter. Od teh se trenutno sledi le velikim, več kot 10 centimetrov, od tega jih je približno 22 tisoč. Drugih sto tisoč je brez beleženja zgodovine, "gospod X". Obstajajo pa še manjši, približno milimeter, njihovo število je ocenjeno na približno 3,5 milijona predmetov.
Najbolj neprijetno je, da ta armada nenehno raste. Ne samo zato, ker se v vesolje pošilja vse več vozil, ki na koncu postanejo tudi smeti. Težava je v tem, da "umazanija" sama po sebi ni pasivna. Konec koncev se drobci, ki letijo z veliko hitrostjo, med seboj trčijo, so uničeni, kar povzroči dolga leta na stotine in tisoče novih predmetov. Ni naključje, da se ISS in druga vesoljska plovila vse pogosteje umaknejo s poti verjetnega trčenja z vesoljskim blatom.
Ko pa govorimo o izogibanju trkom, potem govorimo le o dovolj velikih drobcih, ki jim stalno sledijo posebni lokatorji in teleskopi. Je pa v orbiti veliko več majhnih placerjev, ki jim nihče ne more slediti, a so tudi izjemno nevarni. Znano je, da so po pristanku v sprednjih oknih številnih vesoljskih plovil odkrili mikro razpoke takšnih kritičnih dimenzij, da bi lahko prišlo do popolne razbremenitve vesoljskega plovila. Ko so spoznali vse te težave, so vesoljske sile zdaj močno okrepile svoje delo v boju proti vesoljskim naplavinam. Tu ne smemo zapravljati časa, situacije ne smemo pripeljati na rob, ko je problem prezrel in bo prepozno.
A Japonci so že pripravljeni prvi začeti s čiščenjem …
Vladimir Agapov: To ni povsem res. Gre le za preizkušanje ene od številnih možnosti. Nobenega dvoma ni, pomembno je, a vseeno opozoriti na problem. Preden se resno lotite konkretnih projektov, je treba popisati vse vesoljske naplavine. Kam in kaj leti, kako nevarni so ti predmeti. Trenutno nimamo popolne slike. V nizkih orbitah, do tri tisoč kilometrov nad zemeljsko površino, "visi" približno 80 odstotkov naplavin, na visoki in predvsem geostacionarni, kar je približno 36 tisoč kilometrov nad Zemljo, v vmesnih eliptičnih orbitah pa preostalih 20 odstotkov.
Zdi se, da moramo nujno zavzeti nizke orbite, kjer se je zbral levji delež naplavin. Po drugi strani pa geostacionarna orbita za nas ni nič manj pomembna - navsezadnje na njej trenutno deluje približno 430 vozil, od katerih vsako stane več deset ali celo sto milijonov dolarjev. Zahvaljujoč njim imamo internet, satelitsko televizijo in številne druge dobrine. In za razliko od nizkih orbit obstaja le en geostacionarni in tako edinstvenega naravnega vira ne moremo izgubiti.
Se pravi, preden se lotite vesoljske krpe, se morate odločiti o prioritetah?
Vladimir Agapov: Seveda. In sploh ni treba začeti z grobo umazanijo. Lahko se izkaže, da leti tam, kjer ni aktivnih naprav. Bolje je, da se takšnih drobcev v bližnji prihodnosti ne dotikate, še posebej, če se ne trčijo med seboj. Vendar ni dovolj, da izpostavimo nevarno skupino, v njej je treba že razumeti, kaj je najbolj nevarno. To pomeni, da zgradite prednostno drevo. In šele potem začni porabiti denar za čiščenje orbit. V nasprotnem primeru bo učinek vsega tega čiščenja majhen.
Ali pa bi se države morale vzporedno dogovoriti, da sploh ne bi smele? Ustaviti onesnaževanje?
Vladimir Agapov: Na pobudo ZN so bili razviti številni tovrstni ukrepi, o katerih so se dogovorile različne države. Tukaj je nekaj precej očitnih idej. Na primer, če je uspel satelitski ali raketni oder, jih je treba iz te orbite izvleči na nižjo, od koder se bodo zaradi pojemka spustili in izgoreli v ozračju. Ali celo utopiti v oceanu. To velja za velike predmete, vendar je veliko več malenkosti, ki se ločijo ob zagonu naprav in med delovanjem - vse vrste matic, vijakov itd. Očitna rešitev je ustvariti modele, tako da se nič ne loči.
Toda glavni dobavitelj smeti so eksplozije v orbiti. Razlogi so zelo različni. Najpogosteje ostanek goriva eksplodira. Dejstvo je, da po tem, ko je satelit postavljen v orbito, komponente goriva, vključno s samovžigalnimi, ostanejo v fazi rakete. Dokler so rezervoarji nedotaknjeni, se ne zgodi nič groznega, če pa recimo mikrometeorit prebije steno, pride do eksplozije in stopnica se razbije na tisoče majhnih kosov. Zato je po zaključku programa letenja priporočljivo odpreti posebne ventile, da se odteče preostalo gorivo v obliki plinov.
Kateri projekti se danes predlagajo za odstranitev nakopičenih smeti? Kako učinkovita je metoda, ki jo bodo testirali Japonci?
Vladimir Agapov: Japonski projekt predvideva, da bo poseben satelit izstrelil v orbito in razporedil elektrodinamično vlečno mrežo. To je kovinska mreža, dolga 300 metrov, široka 30 centimetrov, debelina niti pa je približno 1 milimeter. Vlečna mreža se bo premikala po orbiti in ustvarila magnetno polje ter zajela nekaj majhnih naplavin. V nekaj mesecih bo "potegalka" z ulovom pod vplivom zemeljskega magnetnega polja spremenila svojo orbito in vstopila v goste plasti atmosfere, kjer bo zgorela.
Projekt je povsem očiten, vendar se postavlja vprašanje, ali bo takšna vlečna mreža zbrala veliko smeti? Dejansko se v vesoljskih plovilih ne uporablja toliko magnetiziranih materialov, predvsem nemagnetnih aluminijevih zlitin, različnih dielektričnih filmov in nedavno sestavljenih materialov. Danes se razmišlja o številnih drugih projektih. Na primer, predlaga se uporaba laserjev. Toda ta možnost takoj sproži veliko vprašanj. Kako usmeriti žarek na majhen predmet, ki ga nihče ne vidi? Ni jasno. Pravijo, da se bomo borili proti vidnemu. Recimo, da nanj usmerimo laserski žarek, bomo potisnili predmet. Ampak kje? Kdo lahko napove, kam bo letel, če ne pozna oblike predmeta, njegove mase, materiala? Zaradi takega udarca lahko predmet postane še bolj nevaren, trči v nekakšen delovni aparat.
Po mojem mnenju je ena najbolj zanimivih idej uporaba različnih zavornih sistemov. Na primer, po koncu življenjske dobe satelit vrže "jadro", "padalo" ali preprosto velik balon, napolnjen s plinom. Posledično se površina celotne strukture močno poveča, kar jo močno zavira. Naprava bo hitro znižala višino leta, vstopila v goste plasti atmosfere in zgorela.
V znanstvenofantastičnih filmih že dalj časa v orbitah delujejo različni manipulatorji, ki odstranjujejo in nameščajo satelite in drugo opremo. Ali obstajajo takšni projekti v portfelju znanstvenikov?
Vladimir Agapov: Seveda. Toda tehnično so morda najtežje. Konec koncev ima velik smeti maso do nekaj ton in se vrti na kompleksen način, ni ga mogoče nadzorovati. Ima izjemen zagon. Kako ga ujeti in ne uničiti niti manipulatorja niti vesoljskega plovila samega, na katerem je manipulator nameščen? Tu je treba rešiti kompleksne tehnične težave.
Okoli Zemlje se vrti 3,5 milijona različnih vesoljskih naplavin
Toda poleg čisto znanstvenih in tehničnih težav obstajajo še drugi. Navsezadnje lahko na ta način odstranite ne le smeti, ampak tudi vesoljska plovila drugih ljudi, tudi delovna. To je v bistvu sistem dvojne uporabe - civilni in vojaški. Zato je v boju proti vesoljskim naplavinam pomemben pravni vidik. Po eni strani vesoljski naplavin leti v orbiti, po drugi pa so tudi "mrtvi" predmeti, ki jim je potekel rok, v lasti nekoga. In poskus ene od držav, tudi z najboljšimi nameni, odstraniti predmet nekoga drugega, lahko privede do zelo resnih sporov. To pomeni, da je treba takšne operacije izvajati usklajeno z vsemi udeleženci, da ne nastanejo dodatna tveganja. Svetovna skupnost se danes ukvarja s temi vprašanji, saj vsi razumejo, da lahko vsako nenadno gibanje povzroči neprijetne posledice za vsakogar. Mimogrede, tudi če nenadoma popolnoma nehamo leteti v vesolje, bo količina naplavin še vedno rasla. Ocene kažejo, da bo le zaradi medsebojnih trkov že letečih drobcev v 20-30 letih povečanje naplavin preseglo njegovo izgubo zaradi naravnih procesov upočasnjevanja v zgornji atmosferi in iz orbite.
referenca
Danes je skupna masa vesoljskih naplavin v orbiti približno 6700 ton. Njegova gostota na nadmorski višini 800-1000 kilometrov je dosegla kritično raven. Zaradi trka z njim je verjetnost izgube vesoljskega plovila za obdobje 10-15 let že večja od verjetnosti izgube vesoljskega plovila zaradi okvare sistemov na krovu. Verjetnost trčenja dveh velikih predmetov na nizkih orbitah je ocenjena kot en dogodek v 15 letih. Še pred 10 leti je ta številka 4 -krat manjša.
