Aukštai virš Žemės, ten, kur kasdien sukasi ryšio, navigacijos ir stebėjimo palydovai, formuojasi nematomas, bet itin pavojingas žiedas. Tai ne natūralios kosminės dulkės, o žmonių veiklos palikimas – orbitinės šiukšlės. Senų palydovų liekanos, sprogimų fragmentai, nulūžusios detalės ir tūkstančiai smulkių metalo gabalėlių skrieja aplink planetą didesniu nei 24 tūkstančių kilometrų per valandą greičiu. Mokslininkai įspėja: ši problema auga greičiau, nei kuriami sprendimai.
Šiandien orbitoje skraido ne tik veikiantys palydovai, bet ir milžiniškas kiekis „negyvų“ objektų. Kiekvienas jų – net ir ryžio grūdo dydžio – gali tapti rimta grėsme. Tokiu greičiu judanti dalelė gali sunaikinti milijardus kainuojančią įrangą, sutrikdyti ryšį, navigaciją ar net kelti pavojų Tarptautinės kosminės stoties astronautams.
Pavojus, kuris neatrodo abstraktus
Kosminių sistemų projektavimo specialistas profesorius Hao Chenas iš Stevenso technologijos instituto pabrėžia, kad pavojus nėra teorinis. Net penkių milimetrų dydžio fragmentas, atsitrenkęs į palydovo saulės baterijas, gali jas visiškai sunaikinti. O tokių smulkių objektų orbitoje, skaičiuojama, yra daugiau nei 100 milijonų.
Kuo daugiau šiukšlių, tuo daugiau avarinių manevrų turi atlikti veikiantys palydovai. Tai reiškia didesnes degalų sąnaudas, trumpesnį palydovų tarnavimo laiką ir augančias išlaidas operatoriams. Net Tarptautinės kosminės stoties įgulai kartais tenka keisti planus ar slėptis apsaugotuose moduliuose dėl galimo susidūrimo pavojaus.
Problema ta, kad kosmose kol kas galioja savotiškas „bešeimininkio kiemo“ principas. Nėra vieningos pasaulinės sistemos, kuri įpareigotų šalis ar privačias bendroves susitvarkyti po savęs. Taip pat neveikia reali „teršėjas moka“ taisyklė. Pasak Cheno, rezultatas – auganti netvarka, už kurią niekas neprisiima atsakomybės.
Trys realūs būdai valyti orbitą
Ieškodami išeities, Chenas ir jo komanda išnagrinėjo kelis techninius sprendimus, kaip būtų galima sumažinti kosminių šiukšlių kiekį. Visais atvejais kalbama apie specialius „kosmoso valymo“ erdvėlaivius, kurie galėtų surinkti pavojingus objektus ir saugiai juos pašalinti.
Paprasčiausias ir pigiausias būdas – nekontroliuojamas nusileidimas. Šiukšlės būtų nuleidžiamos iki maždaug 350 kilometrų aukščio, o vėliau paliekamos atmosferos poveikiui. Galiausiai jos sudegtų arba nukristų į Žemę, tačiau tikslios vietos nuspėti neįmanoma. Tai kelia papildomų rizikų, bet reikalauja mažiausiai energijos.
Antras variantas – kontroliuojamas nusileidimas. Tokiu atveju nuolaužos būtų nukreipiamos gerokai žemiau, maždaug iki 50 kilometrų aukščio, kur jos saugiai sudegtų atmosferoje. Šis metodas patikimesnis, tačiau brangesnis, nes reikalauja daugiau degalų ir sudėtingesnių manevrų.
Trečiasis, ambicingiausias sprendimas – šiukšlių perdirbimas kosmose. Idėja atrodo futuristinė, tačiau turi ekonominį pagrindą. Metalai, ypač aliuminis, galėtų būti perdirbami orbitinėse stotyse ir naudojami naujoms konstrukcijoms. Tai sumažintų poreikį kelti medžiagas iš Žemės, o kiekvienas kilogramas, paleistas į kosmosą, šiandien kainuoja apie 1500 JAV dolerių.
Kodėl niekas neskuba tvarkyti kosmoso
Technologiniai sprendimai egzistuoja, tačiau problema – finansinė. Kosmoso valymas nėra labdara. Palydovų operatoriai dažnai nemato tiesioginės naudos mokėti už šiukšlių šalinimą, nes švaresnė orbita naudinga visiems – ir tiems, kurie prisideda, ir tiems, kurie nieko nedaro.
Cheno komanda pasitelkė žaidimų teoriją ir vadinamąją Nasho derybų koncepciją, kad pasiūlytų sąžiningą išlaidų ir naudos pasidalijimo modelį. Pagal jį operatoriai mokėtų į bendrą fondą, iš kurio būtų finansuojamos šiukšles surenkančios misijos. Taip nauda būtų paskirstyta proporcingai tiems, kurie naudojasi saugesne orbita.
Be tokių paskatų, pasak mokslininkų, sistema neveikia. Vieni investuoja, kiti tiesiog naudojasi rezultatu. Todėl būtina tarptautinė agentūra ar mechanizmas, kuris ne tik skatintų, bet ir koordinuotų kosmoso „švarinimo“ darbus.
Laikas spaudžia
Kasmet į orbitą paleidžiama vis daugiau palydovų – ryšio tinklai, stebėjimo sistemos, interneto projektai. Kartu auga ir šiukšlių kiekis. Jei niekas nesikeis, rizika pasieks tašką, kai tam tikros orbitos taps tiesiog nebenaudojamos dėl nuolatinių susidūrimų pavojaus.
Profesorius Chenas įsitikinęs, kad sprendimas turi būti pragmatiškas: saugumas ir pelnas neturi prieštarauti vienas kitam. Tik sukūrus aiškias taisykles ir finansines paskatas kosmoso pramonė gali išlikti ir saugi, ir tvari.
Dangus gali atrodyti begalinis, tačiau naudingos Žemės orbitos dalys – ribotos. Jei norime, kad kosmosas liktų atviras technologijoms, mokslui ir ateities misijoms, tvarkyti jį teks taip pat atsakingai, kaip ir aplinką čia, Žemėje.
Šaltinis: https://arc.aiaa.org/doi/10.2514/1.A36465
