Redakcja: Skąd biorą się śmieci w kosmosie?

Dr Krzysztof Ziołkowski: W roku 1957 został wystrzelony pierwszy sztuczny satelita Ziemi. Można powiedzieć, że był to jednocześnie pierwszy śmieć kosmiczny, ponieważ po okresie swojego działania ten pierwszy Sputnik przestał funkcjonować, ale dalej krążył wokół planety. I głównie takie właśnie obiekty, które nie są już sprawne, różne sztuczne satelity Ziemi albo resztki rakiet kosmicznych nazywamy śmieciami kosmicznymi. Wiele z nich po jakimś czasie się rozpadło, niektóre się ze sobą zderzały, na skutek czego również ulegały rozpadowi. To wszystko krąży wokół Ziemi w ogromnych ilościach. Mówi się nawet o niemal 20 000 obiektów, które aktualnie zaśmiecają przestrzeń okołoziemską.

Jakie są rozmiary tych obiektów?

Są one bardzo różne. Największe z obiektów wystrzelonych z Ziemi i krążących dalej wokół niej wynoszą kilka czy kilkanaście metrów. Kiedyś te stacje orbitalne były nawet jeszcze większe. One jednak zostawały sprowadzane z powrotem i wpadając do atmosfery ziemskiej spalały się, a czasem ich resztki spadały na Ziemię. Te obiekty bywają metrowe, kilkumetrowe, ale są też mniejsze, kilkudziesięciocentymetrowe, a nanosatelity to bryłki o rozmiarach kilkunastu centymetrów.

Warto zaznaczyć, że kosmiczne śmieci krążą po różnych orbitach wokół Ziemi. Jedną z nich jest tzw. niska orbita okołoziemska, znajdująca się na wysokości od kilkuset do około 2000 km nad Ziemią. Dalsze obiekty krążą zaś po odległej orbicie geostacjonarnej, zlokalizowanej w odległości mniej więcej 35-36 000 km od Ziemi. Tam znajduje się ich bardzo dużo. Każdy obiekt krążący po geostacjonarnej orbicie ma okres obiegu wokół Ziemi równy dobie ziemskiej. To powoduje, że stale znajduje się mniej więcej nad tym samym obszarem powierzchni Ziemi, co jest oczywiście bardzo intensywnie wykorzystywane do telekomunikacji. Dzięki geostacjonarnym satelitom może się odbywać np. transmisja programów telewizyjnych, bo wtedy to promieniowanie, które dochodzi od satelity jest stale odbierane w tym samym niewielkim obszarze powierzchni planety. Te dawne, nieczynne satelity telekomunikacyjne stają się właśnie śmieciami kosmicznymi, stale krążącymi wokół Ziemi.

W jaki sposób chronimy aktywne obiekty przed śmieciami w kosmosie?

Ludzie od dawna zdają sobie sprawę, że jest to zagrożenie, które przynosi im wiele szkód. Astronomom te śmieci bardzo przeszkadzają, ponieważ jeśli teleskop skierowany jest na bardzo odległe obiekty w kosmosie i obserwuje jakieś dalekie galaktyki, a czas naświetlania takiego teleskopu trwa godzinami, to w tym czasie przez jego pole widzenia bardzo często przelatuje jakiś śmieć kosmiczny, który oczywiście szalenie psuje ten obraz i powoduje wiele błędów, wkradających się w obserwacje astronomiczne.

Wracając jednak do pytania, jak próbujemy uniknąć śmieci? Istnieje wiele różnych sposobów. Najprostszy polega na tym, że jeżeli satelita jest wyposażony we własne silniki, dzięki którym da się zmienić jego kierunek ruchu czy prędkość, to wykorzystując tę możliwość oraz fakt, że ma jeszcze czynny silnik i paliwo, jesteśmy w stanie go nakierować właśnie w kierunku atmosfery ziemskiej. Taki obiekt znajdując się na wysokości około 200 km nad powierzchnią Ziemi zaczyna odczuwać opór atmosfery, przez co wyhamowuje swoją prędkość, obniżając się tym samym coraz bliżej powierzchni planety, aż wreszcie wpada do atmosfery ziemskiej i dzięki jej oporowi rozgrzewa się i najczęściej spala.

Jeżeli jest to niewielki obiekt, wielkości metra czy kilku metrów, to najczęściej ulega on całkowitemu zniszczeniu, a do Ziemi nic nie dociera. Jeśli jednak taki obiekt jest większy, kilku-kilkunastometrowy, wtedy pewne części, na które rozpadł się już w atmosferze mogą dolecieć do powierzchni Ziemi i stanowić zagrożenie dla mieszkańców. To też jest oczywiście bardzo poważnie brane pod uwagę, ale te, które mają jeszcze czynny silnik i można nimi sterować są najczęściej kierowane do oceanu. Takim cmentarzyskiem różnych nieczynnych satelitów jest głównie Pacyfik. Wielki problem pojawia się wtedy, gdy nie ma możliwości wykorzystania takiego silnika lub, kiedy mowa o obiektach, które w ogóle go nie posiadały. Tego rodzaju obiekty, których jest znacznie więcej, mogą krążyć wokół powierzchni planety jeszcze przez setki lub tysiące lat.

Mówiąc o tym, jak się bronić przed tym zagrożeniem warto również wspomnieć o jeszcze jednej metodzie, którą stosuje się obecnie coraz częściej. Chodzi o to, żeby zwiększać satelitom powierzchnię oporu, aby po spełnieniu swojej roli zetknięcie się z warstwą atmosfery powodowało u nich coraz większe i szybsze wyhamowywanie prędkości. W tym celu wyposaża się je w kosmiczne żagle. Tego rodzaju niewielkiego satelitę, mającego wypróbować skuteczność działania tzw. żagla deorbitacyjnego zbudowali jakiś czas temu studenci Politechniki Warszawskiej. W 2018 r. wystrzelili oni obiekt, który znalazłszy się już na orbicie okołoziemskiej otworzył żagiel i jest stale wyhamowywany. 

Oglądaj całość