Avarijos kosmose ir milijonai skraidančių šiukšlių: specialistai perspėja apie pasekmes 1

Didėjant kosmoso šiukšlių kiekiui susidūrimai orbitoje bus vis dažnesni. NASA/ESA/Scanpix nuotr.
Didėjant kosmoso šiukšlių kiekiui susidūrimai orbitoje bus vis dažnesni. NASA/ESA/Scanpix nuotr.

Nuo palydovų liekanų iki nubyrėjusių kosminių laivų dažų. Žmonija sugebėjo į kosmosą paleisti daugiau atliekų nei astronautų. Šimtai tūkstančių įvairaus dydžio šiukšlių ne tik signalizuoja apie pavojingą žmonių rūšį, bet ir sukelia didelę grėsmę kosmoso tyrinėjimams. Pasaulyje jau sukurta sprendimų kosmoso šiukšlių problemai spręsti, jų intensyviai ieškoma ir toliau. Prie šios problemos sprendimo prisideda ir lietuvio aeronautikos inžinieriaus Mariaus Klimavičiaus sukurtas kosmoso startuolis „Blackswan Space“.

„Žinių radijuje“ pirmoje „Delfi“ iniciatyvos „Tvari Lietuva“ laidoje projekto vadovė Rugilė Matusevičiūtė ir M. Klimavičius kalbasi apie itin retai minimą, bet labai opią kosmoso taršos problemą – kaip atsiranda kosmoso šiukšlės, kokią grėsmę jos kelia ir kas atsakingas už jų surinkimą.

Trys dydžiai

Šiuo metu kosmose skraido daugiau nei 128 milijonai didesnių nei milimetras dydžio objektų. Jie vadinami kosmoso tarša arba kosmoso šiukšlėmis.

M. Klimavičius sako, kad kosmoso šiukšlėmis laikomi bet kokie palydovai, palydovų dalys, raketos, raketų dalys ir kiti objektai, kuriuos žmonės paleidžia į kosmosą kosminių misijų metu ir jos dėl tam tikrų priežasčių ten pasilieka.

„Aišku, kartais neprognozuojame, kur kai kurios šiukšlės, kurių mes negalime matyti ir lengvai sekti iš Žemės, nukris. Jos dažniausiai bekrisdamos sudega Žemės atmosferoje, bet kai kurios yra gana didelės ir gali vis dėlto kažkur pataikyti. <...>.“

M. Klimavičius

Taip pat tai gali būti nutrupėjusios dažų liekanos arba tarpusavyje susidūrusių palydovų dalys.

„Kas atsitinka? Kadangi tų objektų yra nemažai, jie gali vienas į kitą atsitrenkti ir tokiu būdu tiesiog sugeneruoti daugiau šiukšlių. Tai iš dviejų palydovų gali pažirti daug daugiau elementų, kurie galbūt skraido visai kitomis orbitomis ir sukelia pavojų kitiems ten esantiems palydovams.

Bet koks objektas, paleistas į kosmosą, natūraliai atmosferoje sudega tiktai būdamas tam tikrame aukštyje. Jeigu paleidi jį aukščiau, tarkime, į 500 kilometrų aukščio orbitą, tai jam natūraliai nukristi ir sudegti užtrunka apie 100 metų, priklausomai nuo objekto dydžio“, – paaiškina pašnekovas.

Marius Klimavičius
Marius Klimavičius
© Bendrovės nuotr.

Aeronautikos inžinierius atkreipia dėmesį ir į tai, kad kosmoso šiukšlės skraido įvairiame aukštyje – nuo maždaug 200 iki 40 000 kilometrų geostacionarioje orbitoje.

Jis pabrėžia, kad jos yra trijų dydžių. Pačios mažiausios yra nuo milimetro iki vieno centimetro ir jų iš viso yra apie 130 mln. Kitam dydžio rėžiui priklauso šiukšlės nuo vieno centimetro iki dešimties, tokio dydžio atliekų kosmose yra apie milijonas. Kitą grupę sudaro atliekos, didesnės nei dešimt centimetrų, tai – palydovai, jų dalys ir kt., kurių kosmose yra apie 40 000. Tokias didesnes kosmoso šiukšles, anot specialisto, galima stebėti iš Žemės ir matyti, kur jos yra ir kaip keičiasi jų orbita.

„Vienas iš didžiausių paleistų palydovų – 8 tonų Envisat palydovas, skirtas Žemės stebėsenai, buvo paleistas 2005 m., bet agentūra su juo kontaktą prarado 2012 m.. Jis yra didelis, matomas teleskopais iš Žemės, tačiau nebekontroliuojamas. Dabar yra galvojama, kaip šį palydovą iš ten išimti.“

M. Klimavičius

Gali nukristi į Žemę

Yra atvejų, kai kosmoso šiukšlės nukrenta į Žemę. Tačiau, anot „Tvari Lietuva“ laidos pašnekovo, nėra, ko bijoti, mat dažniausiai būna taip, kad dėl kontroliuojamų manevrų paleidžiama kažkokia raketa ir antra pakopa nukrenta.

„Kai kurios šalys, tarkime, Kinija, leisdama raketą, galbūt į tai žiūri daug neatsakingiau ir kartais jos nukrenta į kažkokius kaimus ir panašiai. Tiek Europos, tiek Amerikos visi palydovai dažniausiai yra didesni, <...> jie nukrenta į vandenyną.

Bet, aišku, kartais neprognozuojame, kur kai kurios šiukšlės, kurių mes negalime matyti ir lengvai sekti iš Žemės, nukris. Jos dažniausiai bekrisdamos sudega Žemės atmosferoje, bet kai kurios yra gana didelės ir vis dėlto gali kažkur pataikyti. Tačiau yra labai mažai šansų, kad jos užkris tiesiog ant galvos“, – šypteli M. Klimavičius.

Kosmoso šiukšlė
Kosmoso šiukšlė

Jis atkreipia dėmesį, kad objektai kosmose stebimi nuo kosmoso eros pradžios, tačiau dabar šiukšlių problema šioje erdvėje tapo opesnė, nes į kosmosą vis daugiau visko yra paleidžiama.

„Vėlgi atsiranda tų susidūrimų rizika ir tiek palydovų operatoriai, tiek palydovų naudotojai nori pasirūpinti, kad jeigu yra mokami didžiuliai pinigai, jog ta misija būtų paleista, neatsitiktų taip, kad pataikius kažkokiai šiukšlei būtų prarandamas gebėjimas ją atlikti arba net pats palydovas“, – paaiškina jis.

„Tie manevrai galbūt ne taip dažnai ir įvyksta, bet vis dėlto jie kelia pavojų astronautams ir šiaip bet kokiai veiklai kosmose.“

M. Klimavičius

Palydovų vis daugėja, dalis jų – nekontroliuojami

M. Klimavičius atkreipia dėmesį, kad palydovų skaičius ženkliai padidėjo, jis didėja eksponentine progresija, tačiau pabrėžia, kad šiukšlių kosmose problema nėra tiktai komercinio sektoriaus kaltė.

„Tai tiesiog natūrali pasekmė to, kad mes apskritai per daug nesirūpiname tuo, kas vyksta kosmose, nes visa tai yra toli, – svarsto jis ir pabrėžia, – kartais nieko negali padaryti, tiesiog taip atsitinka, kad sugenda palydovas, tu prarandi kontrolę ir jis tenai lieka.“

Specialistas sako, kad tokie atvejai, kai prarandama palydovų kontrolė ir jie lieka kosmose nevaldomi, nėra vienetiniai ir pateikia vieną iš pavyzdžių.

„Tarkime, vienas geras pavyzdys yra iš Europos kosmoso agentūros. Vienas iš didžiausių paleistų palydovų – 8 tonų Envisat palydovas, skirtas Žemės stebėsenai, buvo paleistas 2005 m., bet agentūra su juo kontaktą prarado 2012 m. Jis yra didelis, matomas teleskopais iš Žemės, tačiau nebekontroliuojamas.

Dabar yra galvojama, kaip šį palydovą iš ten išimti, nes jis kelia pavojų. Jeigu į jį kažkas atsitrenks, tų šiukšlių dar labiau padaugės <...>“, – nekontroliuojamo palydovo pavyzdį aptaria laidos „Tvari Lietuva“ pašnekovas.

„Daugėja dėl to, kad jos viena į kitą atsitrenkia ir tiesiog nuolat dauginasi kaip bakterijos,<...>, aišku, yra teorizuojama, kad kai kurios orbitos, jeigu jose taip atsitiktų, būtų nebenaudojamos, nes ten tiesiog būtų per daug šiukšlių ir negalėtum saugiai vykdyti misijų, leisti palydovų.“

M. Klimavičius

Kosmoso šiukšlių pavojus

2011 metais Tarptautinė kosmoso stotis gavo įspėjimą, kad į juos atkeliauja kosmoso šiukšlė ir nebėra laiko pasitraukti. Šešiems stotyje dirbantiems astronautams nurodyta pasiruošti evakuacijai, nes galimas susidūrimas gali reikšti Tarptautinės kosmoso stoties sunaikinimą.

Tai nėra vienetinis atvejis, tokių atliekų išvengti kosmoso stotis bando nuolatos, o rizika su didėjančiais atliekų kiekiais tik auga.

Tarptautinei kosminei stočiai kyla vis didesnė rizika susidurti su kosmoso šiukšlėmis.
Tarptautinei kosminei stočiai kyla vis didesnė rizika susidurti su kosmoso šiukšlėmis.

„Pavyzdžiui, 2016 metais, atplaiša atsitrenkė į kosmoso stotį ir suskaldė visą stiklą. Netgi galima internete rasti nuotraukų. Tai labai gerai vizualiai parodo, kokią žalą ta maža šiukšlė gali padaryti“, – sako ji.

M. Klimavičius taip pat akcentuoja, kad kosmoso šiukšlės kelia tiesioginę riziką ten esantiems astronautams, taip pat pačiai stočiai, nes tie visi kūnai, net jeigu jie ir atrodo maži, orbitoje skrenda vidutiniškai 8 kilometrų per sekundę greičiu. Tai reiškia, kad net jeigu ir sąlyginai maža dalelė pataikytų į stotį, galimai ji padarytų gana daug žalos.

„Dažniausiai pačioje stotyje yra atliekami specialūs manevrai. Jeigu, tarkime, ta šiukšlė ar šiukšlės (dažniausiai jos skraido tokiais debesimis), priartėja prie kosmoso stoties ir yra nustatoma, kad yra rizika susidurti, tai astronautai yra perkeliami į saugesnę vietą. Pati stotis yra nukreipiama į šiukšlių pusę, nes stoties paviršiuje yra daugiau apsaugančių struktūrinių elementų ir jeigu ta atlieka pataikys į stotį, tai neturėtų kiaurai ją pereiti.

Tie manevrai galbūt ne taip dažnai ir įvyksta, bet vis dėlto jie kelia pavojų astronautams ir šiaip bet kokiai veiklai kosmose“, – pabrėžia specialistas.

„Jau yra kuriamos specialios misijos, per kurias siunčiamas kitas palydovas, kita sistema, kuri galėtų surasti tą šiukšlę, pagriebti ją ir nuleisti į Žemę.“

M. Klimavičius

Keslerio sindromas

M. Klimavičius atkreipia dėmesį ir į Keslerio sindromą, kuris, kaip specialistas paaiškina, yra hipotetinis scenarijus, pagal kurį šiukšlės jau perkopė kosmoso kritinę masę ir, mums net nebeleidžiant daugiau jokių palydovų ir nevykdant jokios veiklos kosmose, tų šiukšlių vis daugėja.

„Daugėja dėl to, kad jos viena į kitą atsitrenkia ir tiesiog nuolat dauginasi kaip bakterijos, – paaiškina jis ir papildo, – aišku, yra teorizuojama, kad kai kurios orbitos, jeigu jose taip atsitiktų, būtų nebenaudojamos, nes ten tiesiog būtų per daug šiukšlių ir negalėtum saugiai vykdyti misijų, leisti palydovų.“

Kaip ši problema sprendžiama?

Aeronautikos inžinierius sako, kad Europos kosmoso agentūra anksčiau pateikdavo patariamo pobūdžio reguliavimus, ką reikėtų daryti, kad tas palydovas, kuris baigia savo misiją, gražiai sudegtų Žemės atmosferoje.

Šiuo metu, anot jo, Europos kosmoso agentūra tiesiog pateikia reikalavimus, kad palydovas, pabaigęs savo misiją, per 25 metus turi sudegti Žemės atmosferoje, kad jo ten nebebūtų.

Didėjant kosmoso šiukšlių kiekiui susidūrimai orbitoje bus vis dažnesni. NASA/ESA/Scanpix nuotr.
Didėjant kosmoso šiukšlių kiekiui susidūrimai orbitoje bus vis dažnesni. NASA/ESA/Scanpix nuotr.

Apskritai anot „Blackswan Space“ įkūrėjo, tiek Europos kosmoso agentūrai, tiek NASA, tiek komerciniams operatoriams yra aktualu, kad bet koks neveikiantis palydovas būtų nuleistas, nes jis tiesiog užima orbitos dalį, kuri yra naudinga.

Tokie patarimai, pasak specialisto, yra pasyvaus pobūdžio. Kalbėdamas apie aktyvius būdus, jis pabrėžia, kad yra reikalaujama, jog operatorius pasiliktų pakankamai kuro, kad galėtų sumažinti palydovo orbitą – o jis įgavęs pakankamai trinties toliau pats sudegtų atmosferoje.

„Pačių palydovų mes negaminame, bet bandome diegti programinės įrangos sistemas ir sprendimus, kurie padėtų tokioms misijoms pasiekti savo tikslus – būtent jei yra kažkokia šiukšlė, ją išimti iš orbitos ir pargabenti į žemę.“

M. Klimavičius

Tačiau kai kurie palydovai, anot specialisto, yra per aukštai, kad natūraliai sudegtų, o kai kurie iš jų tiesiog neveikia, su jais yra prarastas ryšys. Tokiais atvejais tiesiog yra žiūrima, kaip tas šiukšles iš orbitos išimti.

„Jau yra kuriamos specialios misijos, per kurias siunčiamas kitas palydovas, kita sistema, kuri galėtų surasti tą šiukšlę, pagriebti ją ir nuleisti į Žemę“, – sako laidos svečias.

Jis pabrėžia, kad Europos kosmoso agentūra šiukšlių problemai kosmose skiria pakankamai dėmesio.
„Pati agentūra jau seniai – daugiau negu 10 metų – nori atkreipti dėmesį į šią problemą: žiūri, kad būtų sukurti standartai, pagal kuriuos būtų kontroliuojamas kosmoso naudojimas ir sukūrimas operacinių zonų, kur visi jose, <...>, veikiantys operatoriai po savęs tiesiog išsivalytų.

Aš manau dėmesys tiek iš agentūrų, tiek iš pačių kompanijų yra pakankamas. Galbūt visuomenė apie tai nelabai žino, bet tai yra tik laiko klausimas“, – pabrėžia jis.

Ką veikia „Blackswan Space“?

Kosmoso startuolio „Blackswan Space“ įkūrėjas M. Klimavičius teigia, kad šiukšlių valymas iš kosmoso yra labai įdomi sritis, tačiau ji nėra vienintelė, su kuria dirba komanda.

Kosmoso šiukšlės.
Kosmoso šiukšlės.
© ESA

„Apskritai norime padidinti palydovų autonomijos lygį, kad sumažintume jų gedimų skaičių. Kartais būna taip, kad tiesiog dėl operatoriaus klaidos kažkas įvyksta ir tu nebegali to palydovo operuoti. Tai mes norime įdiegti tas protingąsias sistemas, kaip automobilių pramonėje ir kitose srityse, kad jos tiesiog priimtų kažkokius sprendimus be žmogaus pagalbos.

Tai padeda spręsti ir šiukšlių problemą, nes jeigu dėl kažkokios priežasties prarandamas ryšys, pats palydovas, pabaigęs savo gyvavimo laiką, galėtų, įjungti, tarkime, reakcijos variklius ir sumažinti savo orbitą, sudegti. Tai vienas iš variantų“, – įžvalgomis dalijasi „Blackswan Space“ įkūrėjas.

Anot jo, kartais būna taip, kad tie palydovai priartėja vienas prie kito, nes tos orbitos, kurios yra naudojamos Žemės stebėsenoje, yra labai panašios viena į kitą.

„Kad būtų to išvengta, reikia turėti kažkokį autonomijos lygį. Dabar beveik viskas yra daroma rankiniu būdu, bet tikimės, kad būtent mūsų sistema padės padidinti autonominių sistemų, kur nebereikia tiek žmogaus įsitraukimo, naudojimą. Tai palengvina operatoriaus darbą, sumažina klaidų skaičių, taip pat padidina išvengimų, kurių galbūt operatorius nepastebėtų, skaičių“ – teigia M. Klimavičius ir priduria, – dabar veikiančių palydovų yra maždaug 6000, prognozuojama, kad iki dešimtmečio pabaigos jų gali būti apie 100 000, tad tokį palydovų skaičių suvaldyti iš Žemės yra pakankamai sunku.“

Startuolio įkūrėjas sako, kad „Blackswan Space“ per Europos kosmoso agentūrą taip pat yra įsitraukęs į tokias įdomias misijas, kaip aktyvus šiukšlių pašalinimas iš orbitos.

„Pačių palydovų mes negaminame, bet bandome diegti programinės įrangos sistemas ir sprendimus, kurie padėtų tokioms misijoms pasiekti savo tikslus – būtent jei yra kažkokia šiukšlė, ją išimti iš orbitos ir pargabenti į žemę“, – pabrėžia laidos svečias.

.