Maciej Frolow/Getty Images

Pericolul centurii de deșeuri din jurul Pământului21 min read

De Anca Stănescu 09.05.2022

Pericolul deșeurilor spațiale a devenit atât de mare, încât SUA a anunțat recent că nu va mai testa rachete care pot fragmenta sateliții aflați pe orbita Pământului. Cât de multe deșeuri spațiale există? Ce sunt armele anti-satelit? Și ce înseamnă sindromul Kessler?

SUA a devenit recent prima țară care a anunțat că nu va mai desfășura teste ale rachetelor anti-satelit. Măsura face parte din strategia administrației Biden de a promova utilizarea responsabilă a spațiului cosmic.„FACT SHEET: Vice President Harris Advances National Security Norms in Space”, whitehouse.gov Decizia SUA este una voluntară. Nu există legislație internațională care să interzică în mod expres astfel de teste, așa că SUA nu va putea fi trasă la răspundere dacă își încalcă promisiunea. Cu toate acestea, mesajul transmis este unul puternic – motivul deciziei este pericolul deșeurilor spațiale produse de aceste teste.

Ce sunt deșeurile spațiale și de ce sunt ele periculoase?

Orice obiect care a fost lansat vreodată în spațiu și care a devenit între timp nefuncțional este un deșeu spațial. Nu există reguli internaționale care să prevadă obligația statelor de a „curăța” spațiul cosmic. Când un satelit este scos din uz, el este pur și simplu abandonat în spațiu. Deșeurile spațiale sunt și ele produsul economiei liniare pe care oamenii o practică pe Pământ – economie în care resursele sunt combinate ca să dea naștere unor produse utile, care sunt apoi folosite, iar la final aruncate. De altfel, e posibil ca în primii ani de explorări spațiale, regulile de „conduită” să fi părut nenecesare – spațiul este un loc mare până la urmă. Între timp, însă, orbita Pământului a devenit tot mai aglomerată.

În 1957, Uniunea Sovietică a lansat în spațiu primul satelit – Sputnik 1. De atunci și până în prezent, aproape 13.000 de sateliți au ajuns pe orbită. Potrivit Agenției Spațiale Europene (ESA), doar puțin peste 5.000 dintre acești sateliți mai sunt funcționali astăzi, iar restul de 8.000 pot fi considerate acum deșeuri spațiale.„Space debris by the number”, situația actualizată pe 4 aprilie 2022, esa.int Însă asta nu e tot. Numărul total de obiecte nefuncționale din spațiu, obiecte cu dimensiuni cuprinse între un milimetru și zece centimetri, e de ordinul sutelor de milioane.

NASA a creat o vizualizare a tuturor acestor deșeuri spațiale care s-ar putea să-ți schimbe părerea despre cât de aglomerat este spațiul din jurul Planetei

Iar numărul obiectelor create de om care ajung să polueze spațiul continuă să crească. De exemplu, în 2009, un satelit rusesc scos din uz a intrat în coliziune cu un satelit comercial funcțional de comunicații, aparținând unei companii americane. Satelitul american a fost distrus, iar coliziunea a generat aproximativ 2.000 de deșeuri mari, detectabile, de aproximativ zece centimetri, dar și alte câteva mii de deșeuri mai mici. Potrivit NASA, mare parte din aceste deșeuri vor rămâne pe orbita Pământului până la finalul acestui secol. Oricare dintre ele ar putea să intre în coliziune cu alte obiecte din spațiu, iar din aceste accidente să rezulte alte noi deșeuri.„The Collision of Iridum 33 and Cosmos 2251: The Shape of Things to Come”, nasa.gov

În plus, tot mai mulți sateliți privați ajung acum pe orbită. SpaceX, de exemplu, plănuia inițial să lanseze în total 12.000 de sateliți Starlink. În 2019, însă, a cerut permisiunea Uniunii Internaționale a Telecomunicațiilor, o agenție a ONU, pentru alți 30.000 de sateliți. Nu e clar ce s-ar întâmpla dacă, după lansarea sateliților, compania lui Elon Musk ar intra în faliment.

„Imaginează-ți cât de periculoasă ar fi navigarea pe mare dacă toate navele care au fost vreodată pierdute în istorie încă ar pluti la suprafața apei”, descrie Jan Wörner, fostul director general al ESA, problema sateliților nefuncționali abandonați în spațiu.

Potrivit NASA, viteza cu care aceste deșeuri ar putea intra în coliziune cu Stația Spațială Internațională sau cu sateliții funcționali – precum cei de comunicații, de GPS, sau de monitorizare a vremii –  este de 10 km/s (sau 36.000 km/h).„Frequently Asked Questions: Orbital Debris”, nasa.gov

La o astfel de viteză, chiar și un deșeu cu o dimensiune de sub un centimetru ar putea distruge complet un instrument montat pe un satelit. Un deșeu mai mare de un centimetru poate penetra scuturile de protecție care acoperă Stația Spațială, de exemplu, iar orice e mai mare de zece centimetri poate fragmenta în bucățele un satelit sau o capsulă spațială.Vezi aici cum arată locul impactului unui deșeu spațial de mici dimensiuni cu exteriorul cupolei Stației Spațiale: „Impact chip”, esa.int

Însă nu doar coliziunile întâmplătoare sunt un pericol. Pe lângă deșeurile produse în urma coliziunilor neplanificate din spațiu, mai există și coliziuni deliberate. E vorba despre testele cu rachete (sau arme) anti-satelit – cele pe care tocmai ce a promis SUA să nu le mai desfășoare.

deșeuri spațiale

Armă anti-satelit ASM-135, dezvoltată de Statele Unite. Wikimedia Commons

Ce sunt armele anti-satelit?

O armă anti-satelit („ASAT”) poate fie să interfereze cu abilitatea de a colecta date a unui satelit aflat pe orbită, fie să îl distrugă complet. Adică să îl lovească cu o viteză foarte mare și să îl fragmenteze în mii de bucățele. Armele anti-satelit pot fi lansate de la sol sau din avioane și pot distruge inclusiv sateliții care asigură funcționarea serviciilor de GPS, de exemplu, sau de telecomunicații. În teorie, folosirea unor astfel de arme în spațiu ar putea încălca Tratatul Cosmic, care prevede că folosirea spațiului extraatmosferic, inclusiv Luna și celelalte corpuri cerești, trebuie să se desfășoare în moduri pașnice. În realitate, însă, tratatul este un document întocmit înainte chiar ca primul om să pășească pe Lună și cu mult înainte ca problema deșeurilor spațiale să devină atât de serioasă.„Tratatul cu privire la principiile care guvernează activitatea statelor în explorarea și folosirea spațiului extraatmosferic, inclusiv Luna și celelalte corpuri cerești din 27.01.1967”, lege5.ro

Până în prezent, doar SUA, Rusia, China și India au dezvoltat și testat rachete anti-satelit.

Cel mai recent test s-a petrecut în noiembrie 2021, când Rusia și-a distrus în mod intenționat un satelit nefuncțional cu o astfel de armă. În urma testului au fost adăugate alte  1.500 de deșeuri spațiale pe orbita Pământului.18th Space Defense Squadron, twitter.com Membrii echipajului de pe Stația Spațială au fost nevoiți să se adăpostească în capsulele Soyuz și SpaceX Crew Dragon, care rămân pe tot parcursul misiunii atașate stației. În cazul în care coliziunea ar fi devenit iminentă, astronauții ar fi putut să se întoarcă de urgență înapoi pe Pământ folosind aceste capsule.

Deciziile voluntare, precum cea luată de SUA, de a nu mai desfășura teste ale armelor anti-satelit sunt binevenite. Însă doar exemplele de bună practică nu vor rezolva problema. Cu fiecare obiect lansat în spațiu și cu fiecare nouă coliziune, numărul de deșeuri crește. Iar pericolul cel mai mare este ca la un moment dat, când spațiul va deveni mult prea aglomerat, să se întâmple scenariul cunoscut sub numele de sindromul Kessler.

Ce este sindromul Kessler?

Numele sindromului este dat de Don Kessler, fost expert în deșeuri spațiale la NASA. Kessler a calculat că, după un anumit punct critic, cantitatea totală de deșeuri spațiale continuă să crească la nesfârșit. Fiecare coliziune dă naștere mai multor deșeuri, care la rândul lor produc alte coliziuni într-o reacție în lanț care nu mai poate fi oprită. Într-o lucrare publicată în 1978, Kessler vorbește despre o „centură de deșeuri” în jurul planetei noastre, formată din fragmentele rezultate în urma coliziunilor dintre sateliți, centură care ar face dificile sau chiar imposibile orice alte lansări de sateliți sau nave spațiale de pe Pământ.„Collision frequency of artificial satellits: The creation of a debris belt”, agu.org Ideea că specia umană se va putea extinde pe alte planete, începând cu planeta Marte, ar putea fi blocată mult mai devreme. Nu din cauza problemelor de ordin tehnologic, ci din cauza unei realități mult mai triste: aceea a imposibilității oamenilor de a-și face loc printre gunoaiele pe care le-au produs.

Însă înainte de asta, oamenii s-ar confrunta cu efecte mult mai directe ale deșeurilor spațiale. Poate că nu te gândești foarte des la asta, dar mare parte din activitatea oamenilor de azi depinde de tehnologia spațială care orbitează Pământul, adică de sateliți care să funcționeze fără probleme.

În 2013, într-un articol pentru BBC Future, jurnalistul de știință Richard Hollingham își imagina ce s-ar întâmpla dacă toți sateliții ar înceta să mai funcționeze pentru o zi. Distopia imaginată de Hollingham începe treptat, inițial doar cu dificultatea convorbirilor telefonice internaționale, pentru ca mai târziu în zi serviciile de telefonie mobilă să înceteze să mai funcționeze cu totul. Trecerea timpului ar deveni dificil de măsurat, destinatarii livrărilor mai greu de găsit, iar călătoriile cu avionul mai periculoase.

„Fără datele despre vreme colectate de sateliți, o furtună care se dezvolta rapid peste ocean nu a putut fi observată, iar avionul a zburat fix înspre ea” scrie Hollington. „Turbulențele severe au lăsat câțiva pasageri răniți și pe restul traumatizați de experiență. Dar măcar ei au reușit să își finalizeze călătoria. În jurul lumii, alți călători au rămas blocați la mii de kilometri de casă”. Abia la ora zece seara, își imaginează jurnalistul, ar fi devenit evident în toată lumea impactul unei zile fără sateliți. „Comunicațiile, transportul, energia și sistemele informatice au fost sever afectate. Afacerile globale s-au oprit iar guvernele s-au chinuit să se descurce. Politicienii au fost avertizați că lanțurile de aprovizionare cu mâncare nu vor mai funcționa în curând. De teama unor tulburări ale ordinii publice, guvernele au introdus măsuri de urgență.”„What would happen if all satellites stopped working?”, bbc.com

Ce soluții există?

Problema deșeurilor spațiale este o problemă de mediu de dimensiuni globale, comparabilă cu problema schimbărilor climatice.

Există un consens general că e nevoie de soluții. Iar faptul că mare parte din aceste deșeuri sunt cunoscute, catalogate și monitorizate e un pas important. Pe termen lung, însă, e nevoie de prevenție, adică de evitarea formării de deșeuri noi, și de eliminarea deșeurilor deja existente pe orbită.

Anul trecut, o companie japoneză a lansat cu succes misiunea ELSA-d, o misiune de testare a capabilității de colectare a deșeurilor spațiale. Însă scopul ei nu a fost să curețe orbita de deșeurile deja existente, ci doar să demonstreze posibilitatea colectării unor viitori sateliți, care vor fi lansați și vor deveni în timp nefuncționali, dar care vor avea un sistem de andocare compatibil.„New Effort to Clean Up Space Junk Reaches Orbit”, npr.org

În 2025, ESA plănuiește să lanseze o misiune de curățarea a spațiului – misiunea ClearSpace-1. Tehnologia dezvoltată pentru această misiune ar putea elimina, pe rând, câte un obiect nefuncțional dintre cele existente deja în spațiu. Operațiunea ar presupune o coregrafie perfectă, în care un obiect care se mișcă cu 28.000 km/h în spațiu ar trebui să fie „capturat”.

Deocamdată, însă, deși tehnologia este promițătoare, niciun satelit dintre cei lansați în ultimele șase decenii – și care a fost între timp scos din uz – nu a fost „curățat” de pe orbită. Iar în fiecare an se lansează alții noi.



Text de

Anca Stănescu

Îi place să scrie despre ideile care pot schimba lumea. Crede că Pământul ar fi un loc mai bun dacă am avea toți șansa să îl privim măcar o dată din spațiu.

SPAȚIU|SCI-FACTS

Impactul este iminent. Iată ce trebuie să știi despre misiunea DART

De
DART este aproape de destinație. Micuța sondă spațială se va izbi intenționat de un asteroid în ceea ce reprezintă primul test de apărare planetară desfășurat de civilizația umană.
SPAȚIU|TURNING POINT

Imaginile obținute de James Webb nu infirmă teoria Big Bang (chiar dacă unii susțin asta)

De
Oamenii de știință au căzut de acord că Universul a început cu Big Bangul, acum 13,8 miliarde de ani, însă primele imaginile obținute de telescopul spațial James Webb arată un univers timpuriu care nu se potrivește cu o parte dintre teorii. Infirmă însă ele Big Bangul, cum susține un cercetător independent care duce o luptă veche cu această teorie?
SPAȚIU|OVERVIEW

Lansarea Artemis 1 dă startul reîntoarcerii omului pe Lună

De
Un moment istoric a fost amânat: lansarea primei misiuni din cadrul programului Artemis, care își propune să ducă oameni pe lună în acest deceniu ar putea avea loc vineri.
SĂNĂTATE|OVERVIEW

Tehnologiile care ar putea eradica orbirea: ochii bionici, celulele stem și CRISPR

De
Persoanele cu probleme majore de vedere și sau oarbe au tot mai multe opțiuni de tratament. Acestea sunt însă prea scumpe sau prea experimentale.