Kosmiczny śmietnik

Śmietnik pod gwiazdami
Niewiele brakowało, by fragment starej rakiety trafił w Międzynarodową Stację Kosmiczną. Tym razem się udało. Znowu się udało.

Świadków nie było, nikt nie został ranny, a wszystko odbyło się w próżniowej ciszy. Wypadek z 10 lutego br. zapisał się jednak w historii. Po raz pierwszy w dziejach podboju kosmosu dwa satelity wzajemnie się zniszczyły.

Obiekty zderzyły się, pędząc z szybkością dziesięć razy większą od kul karabinowych. Każdy z nich był wielkości mniej więcej małego samochodu. Do kolizji doszło na wysokości prawie 800 km nad Syberią. Pod wpływem uderzenia rozpadł się amerykański satelita telekomunikacyjny Iridium 33 i nieczynny od ponad dziesięciu lat rosyjski satelita wojskowy Kosmos 2251.

Dla laika kolizja satelitów wydaje się trudno zrozumiała, ale eksperci już od dłuższego czasu liczyli się z taką możliwością. Krążące po orbicie okołoziemskiej kawałki kosmicznego złomu coraz częściej zagrażają bowiem astronautom i satelitom. Doprowadziliśmy do tego, że orbita okołoziemska stała się wysypiskiem śmieci. Wokół naszej planety krążą przedmioty o łącznej wadze ponad sześciu tysięcy ton. To znacznie więcej niż po brzegi wypełniony pociąg towarowy. A każdego roku dochodzi kolejnych 300 ton. Na kosmiczne śmieci składają się wysłużone, nieużywane satelity i niepotrzebne już części rakiet, ale także wszelka drobnica, jak zagubione śruby, wielkie krople płynów chłodniczych zamrożone w niezwykle niskiej temperaturze czy odpryski farby.

Kosmiczne śmieci coraz częściej zagrażają też załodze pracującej na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Nie dalej jak w listopadzie ub. roku kawałek gruzu przemknął w odległości zaledwie kilku kilometrów. W marcu tego roku natomiast odłamek korpusu rakiety sunął wprost na stację ISS. Obsługa naziemna nakazała ewakuację. Trójka astronautów pospiesznie schroniła się w zacumowanej obok kapsule ratunkowej Sojuz. Drżeli o swój los przez 11 minut, zanim minęło niebezpieczeństwo. „Niczego nie zauważyliśmy" - zaraportował komendant Michael Fincke.

Oba dramatyczne zajścia dowodzą, jak aktualna stała się kwestia bezpieczeństwa w przestrzeni kosmicznej. Pod koniec marca przedstawiciele państw prowadzących badania kosmiczne zorganizowali konferencję w Europejskim Ośrodku Operacji Kosmicznych (ESOC) w Darmstadt. - Jeśli nie zapanujemy nad sytuacją, grożą nam poważne zakłócenia w podróżach okołoziemskich - ostrzega Heiner Klinkrad, szef grupy roboczej ds. „gruzu kosmicznego" w ESOC.

Na posiedzeniu ONZ przyjęto niedawno wytyczne przeciwko zaśmiecaniu wszechświata. Zgodnie z nimi przestarzałe geostacjonarne satelity należy w miarę możliwości wystrzeliwać na wyższe „nieuczęszczane orbity", gdzie mogą wyrządzić mniej szkód. Satelity okołoziemskie po spełnieniu ich misji trzeba w kontrolowany sposób doprowadzać do upadku, a części składowe rakiet mają być w przyszłości tak konstruowane, by resztki paliwa mogły się spalać lub wyciekać ze zbiorników, co ma zapobiec eksplozjom.

Wszystko to jednak nie wystarczy. Dlatego Klinkrad postanowił przedstawić na konferencji w Darmstadt plany likwidacji istniejącego już złomu kosmicznego. - Potrzebna jest wywózka śmieci z orbity - mówi.

Kosmiczne sprzątanie

Jedna z tych futurystycznych idei zakłada, że mniejsze z krążących w przestrzeni części zostaną poddane działaniu silnego naziemnego lasera, co spowoduje parowanie materiału, wytracenie przez nie szybkości, obniżenie wysokości lotu i ich spalenie w atmosferze ziemskiej. Dla większych obiektów inżynierowie planują powołać swoistą służbę porządkową - specjalne urządzenia miałyby przechwytywać w locie wysłużone satelity.

Pierwsze testy tych kosmicznych patroli przewidziano na 2011 r., gdy wystartują porządkowe satelity typu Smart Olev. Wyposażone w silniki jonowe mają przechwytywać stare i niepotrzebne satelity. Operacja taka może się powieść pod warunkiem, że przeznaczony „do odstrzału" obiekt leci przewidywalną trasą. Jeśli jednak jego tor jest niestabilny, trzeba będzie zastosować specjalnego robota przechwytującego. Prace nad nim prowadzone są obecnie w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki.

Czas nagli. - Jeżeli nie uda się usunąć z orbity dużej części złomu, w pewnym momencie nastąpi efekt śnieżnej kuli - ostrzega Klinkrad. Zawsze ze zderzenia dwóch większych obiektów powstaje mnóstwo drobnych odłamków, które z kolei zderzają się z innymi przedmiotami (podczas zderzenia satelitów 10 lutego powstało ponad 700 nowych odłamków większych od piłki tenisowej, które po zderzeniu utworzyły dwa rozległe obłoki). Może to prowadzić do lawinowego przyrostu złomu kosmicznego, który już za kilkadziesiąt lat uniemożliwi bezpieczne loty we wszechświecie.

Na domiar złego ostatnie symulacje przeprowadzone na Uniwersytecie Technicznym w Brunszwiku wykazały, że znacznie wzrosła także ilość mniejszego złomu, który jest nie mniej niebezpieczny. - Według naszych wstępnych obliczeń wszystkie satelity, które znajdują się na tej samej wysokości lotu, są od czasu tej kolizji narażone na zwiększone do 30 proc. ryzyko zderzenia - wyjaśnia szef projektu Carsten Wiedemann. - A mogło być jeszcze gorzej, gdyby satelity zderzyły się czołowo, a nie tylko bokami.

Szczególnie zagrożony jest obecnie najważniejszy satelita obserwujący Ziemię - Envisat, należący do Europejskiej Agencji Kosmicznej. Ten obiekt wielkości autokaru każdego dnia wielokrotnie mija jeden z dwóch nowo powstałych złomowych obłoków. - Pędzimy pośród tego gradu odłamków i mamy nadzieję, że wszystko będzie dobrze. Martwimy się jednak, bo to trudna sytuacja - mówi Klinkrad, specjalista od kosmicznego złomu.

W sieci monitorowania

Envisat przekazuje na Ziemię co godzinę 11 gigabajtów informacji, od których zależy powodzenie ponad dwóch tysięcy projektów naukowych. To czujne oko znad Ziemi przesyła aktualne zdjęcia powodzi i awarii tankowców, ujawnia proceder wyrębu lasów tropikalnych, nadzoruje stan nawodnienia upraw ryżowych i ekspansję terytorialną pustyń. Floty rybackie dowiadują się za jego pośrednictwem, dokąd zmierzają ławice ryb, a właściciele wielkich farm wodnych dostają ostrzeżenie, gdy zbliżają się kolonie trujących alg. Jego awaria byłaby wielką katastrofą. - Nie ma obecnie satelity, który mógłby go zastąpić - mówi szef lotów Frank Diekmann.

Envisat musiał już wielokrotnie robić uniki, kiedy pojawiało się niebezpieczeństwo kolizji z kosmicznym złomem. Na przykład nieczynne rosyjskie satelity regularnie przemykają w odległości zaledwie kilkuset metrów. - To już starzy znajomi - dodaje Diekmann. Każdy taki manewr oznacza stratę paliwa i w rezultacie okres żywotności Envisat zmniejszył się o kilka tygodni.

Klinkrad ze swoim zespołem codziennie opracowuje aktualne ostrzeżenia przed kolizją. Na liście „dziesięciu głównych zagrożeń" znajdują się wszystkie większe kawałki złomu, które w ciągu najbliższych siedmiu dni mogą niebezpiecznie zbliżyć się do Envisatu. Oprócz nieczynnych rosyjskich satelitów i wypalonych części rakiet są na niej obecnie prawie zawsze dwa-trzy elementy pochodzące ze zderzenia satelity Iridium 33.

Przy zestawianiu ostrzeżeń przed kolizją eksperci korzystają z amerykańskiej wojskowej Sieci Monitorowania Przestrzeni (Space Survillance Network), której 29 radarów i teleskopów gromadzi dane o locie wszystkich obiektów większych od pomarańczy. To w sumie 13 tysięcy przedmiotów, z których większość stanowi złom. Na przykład spośród około sześciu tysięcy satelitów umieszczonych na orbicie od początku ery lotów kosmicznych obecnie działa jeszcze tylko 900.

- Niestety  Amerykanie nie ujawniają nam, z jaką dokładnością badają trasę lotu gruzu kosmicznego - skarży się Klinkrad. Dlatego gdy pojawia się groźba kolizji, jego ludzie kierują ogromne anteny radarów niemieckiego wojskowego ośrodka badawczego FHR w Wachberg pod Bonn na „oporny obiekt latający". - Promieniowanie odbite od podejrzanego kawałka zdradza nam jego dokładne położenie - tłumaczy Klinkrad.

Zderzenie satelitów z lutego dowodzi, jak trudno jest bez przerwy i precyzyjnie śledzić lot tysięcy obiektów. Poza tym armia amerykańska nie czuje się w obowiązku, by z wyprzedzeniem ostrzegać wszystkich prywatnych operatorów urządzeń satelitarnych. Wszak firma telekomunikacyjna Iridium, która każe sobie płacić ciężkie pieniądze za rozmowy telefoniczne poprzez łącza satelitarne, nie jest przedsiębiorstwem państwowym.

Aby uniezależnić się od Amerykanów i w razie potrzeby szybciej reagować, Europejczycy chcą w ciągu niespełna dziesięciu lat zbudować własną sieć monitorowania przestrzeni okołoziemskiej. Podobnie jak w systemie amerykańskim, ma ona ujawniać wszystkie okrążające Ziemię obiekty o średnicy ponad dziesięciu centymetrów. Program „Space Situational Awareness" ma kosztować kilkaset milionów euro.

Jednak również europejski naziemny system nadzoru nie wychwyci wielu milionów mniejszych kawałków złomu. Tymczasem nawet małe cząstki mogą poważnie uszkodzić satelity, a nade wszystko - stanowią ogromne zagrożenie dla astronautów. Kawałeczek metalu lub odprysk farby wielkości ziarnka grochu we wszechświecie - z powodu ogromnej szybkości, z którą się poruszają - mają siłę zniszczenia równą granatowi. Gdyby taki pocisk trafił astronautę podczas spaceru w przestrzeni kosmicznej, nie miałby on żadnych szans przeżycia. Nawet maleńka dziura w kombinezonie spowodowałaby, że krew astronauty - w efekcie spadku ciśnienia - w ciągu sekundy zaczęłaby się gotować.

Stosunkowo bezpiecznie mogą się czuć astronauci na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Tarcze ochronne zapobiegają wtargnięciu cząstek złomu do środka. Pancerna osłona przechwytuje wszystkie kawałki mniejsze od paznokcia kciuka. Jeśli jednak stację szturmują większe obiekty, załoga musi stosować manewr wymijający. Operację taką przeprowadziła do tej pory osiem razy.

W obliczu grożącego w marcu zderzenia było już jednak za późno na unik. Anteny radarowe armii amerykańskiej początkowo błędnie oceniły tor lotu kawałka rakiety. W rezultacie zabrakło czasu, by przenieść ISS na wyższą orbitę. Jedynym wyjściem okazała się ewakuacja załogi.

Jeszcze większe niebezpieczeństwa czyhają na amerykańskie wahadłowce. Już podczas jednego z pierwszych lotów w roku 1983 odprysk lakieru wbił się w okno kabiny załogi. Od tej pory trzeba było wymienić łącznie ponad 80 uszkodzonych szyb wahadłowców.

Także astronauci cały czas zaśmiecają przestrzeń, gubiąc np. rękawiczki, klucze francuskie, czy aparat fotograficzny marki Hasselblad. Szczególnymi bałaganiarzami byli kosmonauci na pokładzie (zwodowanej potem) rosyjskiej stacji kosmicznej Mir. Wyrzucali w przestrzeń okołoziemską worki z przeróżnymi odpadami, wśród których nie zabrakło także zamrożonych fekaliów.

Niedawno amerykańska astronautka Heidemarie Stefanyshyn-Piper podczas operacji na zewnątrz stacji w połowie listopada 2008 r. wykazała się niezręcznością. Kiedy wyszła zreperować zepsuty panel solarny na stacji ISS, torba z narzędziami wymknęła się jej z ręki i poszybowała w dal. - No to świetnie! - wymknęło się astronautce, która z wykształcenia jest podwodnym ratownikiem. Nic dziwnego, że potem w NASA mężczyźni o szowinistycznych zapędach drwili ze Stefanyshyn-Piper. - Z kosmetyczką na pewno by się jej to nie przydarzyło - drwił jeden z inżynierów wahadłowca.

Natomiast dla amatorów-astronomów nowa gwiazda wielkości plecaka na niebie stanowi do dzisiaj atrakcję. Na całym świecie obserwują przez lunety, jak torba z narzędziami krąży po orbicie wokół Ziemi.
 

 

Czytaj także

Ważne w świecie

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj