kozmos.hr
Jeste li znali?

Što Kesslerov sindrom govori o svemirskom otpadu?

space debris
objavljeno

Kesslerov sindrom teoretski je fenomen u kojem je količina svemirskog otpada i krhotina dosegla tu razinu da dolazi do njihovog sudaranja i lančane reakcije.

Za vrijeme razvoja V-2 rakete, nacistički su se znanstvenici predvođeni Wernherom von Braunom 20.6.1944. odlučili za malo drukčiji tip testa nego do tada—odlučili su lansirati raketu ne parabolično, već vertikalno, prema svemiru. Ta V-2 raketa, oznake MW 18014, postala je prvi ljudski objekt koji je ikada dosegao svemir, a ujedno i prvi komad ljudskog otpada u orbiti oko Zemlje. S obzirom na to da se količina letjelica i satelita koje šaljemo u zemljinu orbitu od onda samo povećava, pogotovo od 1960-ih i ulaska u “svemirsko doba”, povećava se i količina otpada koji orbitira oko našeg planeta. Bili to potisnici i drugi ostaci raketa koje redovno koristimo za lansiranje ljudi i objekata u svemir već skoro 70 godina ili stari i disfunkcionalni sateliti, priča je ista: otpada je sve više i u jednom trenutku on će početi predstavljati problem.

Odnosno, već sada je to lagani problem na nekoj razini čisto zato jer moramo biti vrlo pažljivi kada lansiramo nove satelite i letjelice u svemir. U orbiti oko Zemlje trenutno se nalazi oko 2000 aktivnih satelita, oko 3000 neaktivnih satelita, te oko 34 000 krhotina smeća koje su veće od deset centimetara. Manjih krhotina brojimo i u milijunima, no njih uglavnom ne smatramo toliko opasnima zbog njihovih dimenzija, iako kada bi pogodile, recimo, Međunarodnu svemirsku postaju, one bi također mogle biti izrazito problematične. Od 1999. godine do danas ISS je 25 puta mora izvoditi manevre izbjegavanja svemirskog otpada. Olakotna okolnost u cijeloj priči zapravo je Zemljina atmosfera svojim koja otporom usporava sve objekte u nižoj orbiti, a zbog tog usporavanja dio svemirskog otpada gubi nadmorsku visinu i pada na Zemlju. Svi manji objekti u tom procesu jednostavno izgore pri padu kroz atmosferu.

space debris plot NASA
NASA-ina računalno generirana “karta” svemirskog otpada oko Zemlje. Svaka bijela točkica predstavlja jedan komad otpada, no ne i njegovu stvarnu veličinu u odnosu na druge komade. Izvor: NASA.

Ipak, bez obzira na to količina otpada se povećava, a s njom se povećava i mogućnost pojave Kesslerovog sindroma. Nazvan po NASA-inom znanstveniku Donaldu Kessleru koji ga je 1978. prvi predložio, radi se o situaciji u kojoj količina otpada u orbiti dolazi do toliko kritične razine da se on počne sam sa sobom kaotično i nekontrolirano sudarati. Drugim riječima, prvih nekoliko komada pogoditi će drugih nekoliko komada, koji će se pak rascjepkati na više dijelova i dobiti novu brzinu, pogoditi novi otpad te njemu dati dodatan zamah, itd. U konačnici je stvorena lančana reakcija koja cijelu Zemljinu atmosferu čini opasnom i neuporabljivom.

Kessler i njegov koautor, Burton Cour-Palais, u svojoj originalnoj studiji „Učestalost sudara umjetnih satelita: stvaranje pojasa krhotina“ iz navedene godine kažu: „Sudari satelita stvorili bi orbitirajuće fragmente, svaki od kojih bi povećao vjerojatnost daljnjih sudara, što bi dovelo do stvaranja pojasa krhotina oko Zemlje. Bujica krhotina u takvom pojasu koji se nalazi oko Zemlje mogla bi po opasnosti prestići prirodnu bujicu meteorida i tako u budućnosti utjecati na dizajn svemirskih letjelica.“ Kasnije, 2009., Kessler je u novom radu dodatno pojasnio svoje prethodne riječi kazavši kako je to problem koji nije aktualan sada, niti ga takvim treba smatrati, ali ako nastavimo s punjenjem Zemljine okoline svemirskim otpadom, jednog dana on će to postati. Nadalje, fenomen će se prvo odigravati vrlo polako kroz duži vremenski period (godinama), a s vremenom će akumulacija otpada i učestalost sudara početi eksponencijalno rasti. Taj proces, nadalje, već je polako počeo, što vidimo iz povremenih sudara satelita kao što je primjernice notorni sudar ruskih satelita Iridium 33 i Kosmos 2251 iz 2009.

Što nam je, dakle, činiti? Svakim danom u orbitu šaljemo sve više satelita, pogotovo sada kada privatnih aeronautičkih i telekomunikacijskih kompanija ima sve više i kada su troškovi izrade satelita manji neko ikada prije. Da uzmemo samo najveći i najutjecajniji primjer, mreža internetskih satelita Starlink kompanije SpaceX jednog dana mogla bi se sastojati od više od 40 tisuća satelita. Da, dobro ste pričitali tu brojku.

starlink sateliti
60 Starlinkovih satelita u orbiti oko Zemlje prije postavljanja 24. svibnja 2019. Izvor: SpaceX.

Prvo i očito riješenje je vratiti nazad na Zemlju što veći broj satelita i dijelova raketa nakon što prestanu biti. Uz to, da se izbjegnu budući problemi, organizacije kao što je Koalicija za svemirsku sigurnost preporučaju da se svi sateliti na visinama većima od 400 kilometara opreme potisnicima kojima bi se mogli izbjeći potencijalni sudari (ispod te visine atmosfera učini svoje). Nadalje, mnogi znanstvenici navode aktivnije metode suzbijanja količine otpada kao što je uklanjanje satelita iz orbite. Prema nekim studijama, kada bi se svake godine iz orbite uklonilo samo nekoliko najvećih mrtvih satelita, opasnost bi se višestruko smanjila. Najznačajniji recentni pokušaj razvoja takve tehnologije, ako ga možemo smatrati vjerodostojnim, prošlogodišnje je lansiranje kineskog satelita Shijian-21 koji služi za „verifikaciju tehnologije za mitigaciju svemirskog otpada“, kako navodi kineska nacionalna medijska kuća CCTV. Lansiranje se odvilo u jeku nekontroliranog pada kineskog satelita na Zemlju u svibnju 2021. godine.

Bilo kako bilo, otpada je sve više i problem je sve relevantniji. Skupina G7 na samitu u lipnju 2021. zavjetovala se obazreti se na problem otpada u svemiru, a i razne privatne kompanije, kao što Northrop Grumman i Privateer Stevea Wozniaka također su počele ulagati napore u pronalaženje rješenja. Bez obzira dođe li ikada do naslovnog sindroma u obliku lančane reakcije, Kessler je svakako bio u pravu oko toga da će otpad u budućnosti predstavljati problem i ta budućnost sve je bliže.

 


Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr


Izvori:

Howell, Elizabeth. „China launches military satellite that will take aim at space junk“. https://www.space.com/china-launches-military-space-junk-satellite (7.7.2022).

O’Callaghan, Jonathan. „What is space junk and why is it a problem?“. Natural History Museum. https://www.nhm.ac.uk/discover/what-is-space-junk-and-why-is-it-a-problem (7.7.2022.).

Wall, Mike. „Kessler Syndrome and the space debris problem“. Space.com, 2021. https://www.space.com/kessler-syndrome-space-debris (7.7.2022.).

 

Zaljubljenik u astronomiju od malih nogu. Diplomirani anglist. U slobodno vrijeme vjerojatno s frendovima u obližnjem kafiću. U paralelnom svemiru sam nešto od sljedećeg: pomorac, avanturist, fizičar, astronaut, pisac, željezničar.