Opservatorij Vera Rubin (VRO) izdvaja se od drugih velikih teleskopa svojom jedinstvenom osjetljivošću, koja ga čini posebno ranjivim na svemirski otpad. Za razliku od teleskopa kao što su Giant Magellan teleskop i Europski Vrlo veliki teleskop, koji su usmjereni na promatranje udaljenih objekata, VRO ima zadaću kontinuiranog snimanja cijelog dostupnog noćnog neba tijekom desetljeća, s ciljem detekcije prolaznih i promjenjivih objekata. Svemirski otpad može oponašati ove prolazne događaje, narušavajući točnost VRO-a i kontaminirajući njegove rezultate.
U nedavnom istraživačkom radu astronom s Harvarda, Avi Loeb, upozorava na utjecaj svemirskog otpada na rad VRO-a. Izazov proizlazi ne samo iz svemirskog otpada, već i iz izvanredne osjetljivosti VRO-a, koja je ključna za njegov uspjeh. “Zbog iznimne osjetljivosti Opservatorija Vera C. Rubin, predviđamo da će njegove buduće slike biti zagađene brojnim svjetlosnim blicevima od centimetarskog svemirskog otpada u niskim Zemljinim orbitama,” navodi Loeb. “Očekujemo da će milisekundni blicevi ovih objekata u niskoj Zemaljskoj orbiti proizvesti vidljive tragove na slikama duljine nekoliko lučnih sekundi.
36.500 objekata većih od 10 cm
Problem sa svemirskim otpadom postaje sve veći, što je opće poznato. Prema Europskoj Svemirskoj Agenciji, od 6. prosinca 2023., oko Zemlje orbitira 130 milijuna objekata veličine od 0,1 do 1 cm. Postoji i milijun objekata veličine između 1 i 10 cm te 36.500 objekata većih od 10 cm. S rastom broja lansiranja, problem se samo pogoršava. Svemir je brzorastući sektor, a s njim dolazi i određena količina otpada.
Iako svi ti objekti nisu u kritičnoj regiji niskih Zemljinih orbita, značajan dio njih jest. Loeb istražuje posljedice ove populacije otpada za VRO. “U ovom radu ispituju se posljedice ovog otpada u niskoj Zemlajskoj orbiti za nadolazeći Legacy Survey of Space & Time Opservatorija Vera C. Rubin u Čileu,” kaže Loeb.
Kod analize slika koje VRO proizvodi, veličina otpada nije primarna briga. Glavni problem predstavlja albedo, ili reflektivna sposobnost objekta, koja može, ali ne mora uvijek, ovisiti o veličini. Trenutno ne postoji metoda za mjerenje pojedinačnih albeda komadića svemirskog otpada, ali Loeb u svojem radu izračunava albedo kombinirajući veličinu objekta i njegovu udaljenost od Sunca. Ovo omogućuje procjenu udjela svjetlosti koji se reflektira.
Svemirski otpad može reflektirati svjetlost
Poznato je da svemirski otpad može reflektirati svjetlost, što je vidljivo i u podacima Zwicky Transient Facility, koji detektira prolazne izvore svjetlosti slično VRO-u. Međutim, VRO će svaki dio neba promatrati 30 sekundi, snimajući uzastopne ekspozicije od 15 sekundi. Kretanje otpada umjesto pojedinačnih bljeskova stvara tragove. “Stoga se očekuje da će svjetlost od ovih bljeskova formirati tragove ne duže od nekoliko lučnih sekundi, neovisno o trajanju ekspozicije, koje je za četiri reda veličine duže,” objašnjava Loeb.
Situacija nije povoljna. Loeb upozorava da broj objekata koji mogu stvoriti problematične tragove daleko premašuje broj velikih satelita u orbiti. Iako Mreža za nadzor svemira SAD-a prati znatan broj objekata, “od ukupne populacije otpada, samo 351.500 objekata redovito se prati i katalogizira,” što ostavlja velik broj nepraćenih i potencijalno problematičnih objekata. Tragovi svjetlosti na slikama predstavljaju samo dio problema. Postoji širi problem povećanja difuzne pozadinske svjetlosti uslijed svjetla od svih satelita i otpada.
Sve više otpada u svemiru
Istraživanja drugih znanstvenika pokazala su da će do 2030. godine reflektirana svjetlost od svemirskog otpada i funkcionalnih satelita povećati difuznu pozadinsku svjetlinu za VRO za 7,5%, čime će se učinkovitost smanjiti za isti postotak. To će dodatno povećati troškove desetogodišnjeg projekta za više od 20 milijuna dolara.
Iako su sateliti s predvidivim orbitama lakši za upravljanje, otpad predstavlja znatno veći izazov. Bez učinkovitog rješenja, slike novog opservatorija mogle bi biti ispunjene šumovitim tragovima. Prebacivanje odgovornosti za svemirski otpad na one koji nastoje promatrati nebo kroz njega čini se neopravdanim. Svako dugoročno rješenje mora uključivati čišćenje niske Zemljine orbite i međunarodni sporazum o zaustavljanju daljnjeg onečišćenja.
Europska Svemirska Agencija se suočava s problemom svemirskog otpada, ističući da “130 milijuna komada svemirskog otpada većih od milimetra orbitira oko Zemlje, predstavljajući prijetnju satelitima sada i u budućnosti,” te naglašava potrebu za promjenom ponašanja u svemiru kroz svoju Povelju o nultom otpadu. NASA također traži rješenja kroz svoje natjecanje “Otkriti, pratiti i sanirati: Izazov malog svemirskog otpada”, potičući globalnu zajednicu na inovacije. Iako su ove inicijative hvalevrijedne, VRO se priprema za svoje prvo svjetlo početkom siječnja 2025. Rješenje problema s satelitima i satelitskim konstelacijama unutar dosega, otpad ostaje mnogo kompleksniji izazov.
