Η τρέχουσα κατάσταση των διαστημικών συντριμμιών

Από την αρχή της διαστημικής εποχής το 1957, τόνοι πυραύλων, διαστημικών σκαφών και οργάνων έχουν εκτοξευτεί στο διάστημα. Αρχικά, δεν υπήρχε σχέδιο για το τι να κάνουν με αυτούς στο τέλος της ζωής τους. Από τότε, οι αριθμοί συνέχισαν να αυξάνονται και οι εκρήξεις και οι συγκρούσεις στο διάστημα έχουν δημιουργήσει εκατοντάδες χιλιάδες θραύσματα επικίνδυνων συντριμμιών.

«Ο μεγαλύτερος συντελεστής στο τρέχον πρόβλημα των διαστημικών συντριμμιών είναι οι εκρήξεις σε τροχιά, που προκαλούνται από την εναπομένουσα ενέργεια – καύσιμα και μπαταρίες – επί του σκάφους και διαστημικών πυραύλων. Παρά τα μέτρα που ισχύουν εδώ και χρόνια για να αποφευχθεί αυτό, δεν βλέπουμε καμία μείωση του αριθμού τέτοιων γεγονότων. Οι τάσεις για την απόρριψη στο τέλος της αποστολής βελτιώνονται, αλλά με αργό ρυθμό », εξηγεί ο Holger Krag, επικεφαλής του Προγράμματος Ασφάλειας Διαστήματος.

«Λαμβάνοντας υπόψη τη συνεχή αύξηση της διαστημικής κυκλοφορίας, πρέπει να αναπτύξουμε και να παρέχουμε τεχνολογίες ώστε τα μέτρα πρόληψης συντριμμιών να μην είναι ασφαλή και η ESA κάνει ακριβώς αυτό μέσω του Διαστημικού Προγράμματος Ασφάλειας. Παράλληλα, οι ρυθμιστικές αρχές πρέπει να παρακολουθούν στενότερα την κατάσταση των διαστημικών συστημάτων καθώς και την παγκόσμια συμμόρφωση με τον περιορισμό των συντριμμιών που υπάγονται στη δικαιοδοσία τους ».

Υπάρχουν διεθνείς οδηγίες και πρότυπα που καθιστούν σαφές πώς μπορούμε να φτάσουμε σε μια βιώσιμη χρήση του διαστήματος:

• σχεδιάστε πυραύλους και διαστημικά σκάφη για να ελαχιστοποιήσετε την ποσότητα «απόρριψης» – το υλικό αποσπάται κατά την εκτόξευση και τη λειτουργία, λόγω των σκληρών συνθηκών του διαστήματος
• αποτρέψτε τις εκρήξεις απελευθερώνοντας αποθηκευμένη ενέργεια, «παθητικά» διαστημόπλοια μία φορά στο τέλος της ζωής τους
• Μετακινήστε τις μη λειτουργικές αποστολές έξω από τον τρόπο εργασίας των δορυφόρων – είτε απο-τροχιάζοντάς τους είτε μετακινώντας τους σε μια «τροχιά νεκροταφείου»
• Αποτρέψτε τις διαστημικές συντριβές μέσω προσεκτικής επιλογής τροχιών και εκτελώντας «ελιγμούς αποφυγής σύγκρουσης».

Πολλά πρακτορεία διαστήματος, ιδιωτικές εταιρείες και άλλοι διαστημικοί φορείς αλλάζουν τη συμπεριφορά τους για να συμμορφωθούν με αυτές τις οδηγίες – αλλά αρκεί αυτό;

Ανησυχητικές τάσεις

Κάνουμε όλο και περισσότερα συντρίμμια

Ο αριθμός των αντικειμένων συντριμμιών, η συνδυασμένη μάζα τους και η συνολική έκταση που καταλαμβάνουν αυξάνεται σταθερά από την αρχή της διαστημικής εποχής. Αυτό τροφοδοτείται περαιτέρω από έναν μεγάλο αριθμό διασπάσεων διαστημικών σκαφών και πυραύλων σε τροχιά.

Ο συνολικός χώρος που καταλαμβάνει τα διαστημικά συντρίμμια είναι σημαντικός καθώς σχετίζεται άμεσα με πόσες συγκρούσεις περιμένουμε στο μέλλον. Καθώς τα πράγματα ισχύουν, οι συγκρούσεις μεταξύ συντριμμιών και δορυφόρων που λειτουργούν προβλέπεται να ξεπεράσουν τις εκρήξεις ως κυρίαρχη πηγή συντριμμιών.

Οι εκδηλώσεις που δημιουργούν συντρίμμια έχουν γίνει πιο συχνές

Κατά μέσο όρο τις τελευταίες δύο δεκαετίες, 12 τυχαίοι «κατακερματισμοί» εμφανίστηκαν στο διάστημα κάθε χρόνο – και αυτή η τάση δυστυχώς αυξάνεται. Τα συμβάντα κατακερματισμού περιγράφουν στιγμές κατά τις οποίες δημιουργούνται συντρίμμια λόγω συγκρούσεων, εκρήξεων, ηλεκτρικών προβλημάτων και ακόμη και μόνο της απόσπασης αντικειμένων λόγω των σκληρών συνθηκών στο διάστημα.

Στη φωτεινή πλευρά

Γίνονται προσπάθειες να ακολουθηθούν οι κανόνες (δεν είναι ακόμη αρκετοί)

Παρόλο που δεν συμμορφώνονται προς το παρόν όλοι οι δορυφόροι με τις διεθνείς οδηγίες, όλο και περισσότεροι διαστημικοί φορείς προσπαθούν να τηρήσουν τους κανόνες. Κατά την τελευταία δεκαετία, το 15-30% των αντικειμένων, ή «ωφέλιμα φορτία» που εκτοξεύτηκαν σε τροχιές που δεν συμμορφώνονταν στην περιοχή τροχιάς χαμηλής Γης (εξαιρουμένου του διαστημικού σκάφους που σχετίζεται με ανθρώπινη διαστημική πτήση) είχαν προσπαθήσει να συμμορφωθούν με τα μέτρα άμβλυνσης των συντριμμιών. Μεταξύ 5% και 20% το έκαναν με επιτυχία, κορυφώνοντας το 35% το 2018 λόγω της ενεργής απογείωσης από τον αστερισμό του Iridium.

Περισσότεροι πύραυλοι απορρίπτονται με ασφάλεια 

Όσον αφορά τους πυραύλους, όλο και περισσότερα απορρίπτονται με βιώσιμο τρόπο. Μεταξύ 40 και 80% εκείνων σε μια μη συμμορφούμενη τροχιά χαμηλής Γης αυτήν τη δεκαετία προσπάθησαν να συμμορφωθούν με τα μέτρα μετριασμού των συντριμμιών. Από αυτά, το 30-70% το έκανε με επιτυχία.

Από όλους τους πυραύλους που ξεκίνησαν την τελευταία δεκαετία, το 60-80% (σε όρους μάζας) ακολούθησε μέτρα μετριασμού. Μερικοί πύραυλοι βρίσκονται σε τροχιά χαμηλής Γης που τους οδηγούν να αποσυντεθούν φυσικά στην ατμόσφαιρα της Γης, αλλά μια σημαντική ποσότητα πυραύλων κατευθύνεται πίσω στην ατμόσφαιρα της Γης όπου είτε καίγονται είτε έχουν γίνει για να εισέλθουν ξανά σε ακατοίκητες περιοχές. Τέτοιες πρακτικές αυξάνονται, με περίπου 30% των πυραύλων να μπαίνουν με ασφάλεια με ελεγχόμενο τρόπο από το 2017

Αυτά είναι πολύ καλά νέα. Τα σώματα πυραύλων είναι από τα μεγαλύτερα αντικείμενα που στέλνουμε στο διάστημα και διατρέχουν υψηλό κίνδυνο να εμπλακούν σε καταστροφικές συγκρούσεις. Όλα τα βήματα για να διασφαλιστεί ότι δεν θα παραμείνουν σε τροχιά μετά από 24 ώρες το πολύ από την εκτόξευση πρέπει να γιορτάζονται. 

Περισσότεροι δορυφόροι έβαλαν τροχιές χαμηλού υψομέτρου όπου φυσικά καίγονται

Η ποσότητα της «κυκλοφορίας» που ξεκίνησε στην προστατευόμενη περιοχή χαμηλής γης – σε υψόμετρο έως και 2000 χλμ. – αλλάζει σημαντικά, ιδίως λόγω του πολλαπλασιασμού μικρών δορυφόρων και αστερισμών.

Περίπου το 88% των μικρών ωφέλιμων φορτίων που εκτοξεύονται σε αυτήν την περιοχή θα ακολουθήσουν φυσικά μέτρα μετριασμού των διαστημικών συντριμμιών λόγω του χαμηλού τους υψομέτρου, που σημαίνει ότι διαλύονται στην ατμόσφαιρα της Γης.

Το 30-60% όλης της δορυφορικής μάζας (εξαιρουμένης της ανθρώπινης διαστημικής πτήσης) εκτιμάται ότι συμμορφώνεται με τις οδηγίες στο τέλος του κύκλου ζωής για τον ίδιο λόγο. 

«Η επιταχυνόμενη αύξηση των δορυφόρων που εκτοξεύονται σε τροχιά χαμηλής Γης είναι ορατή στην τελευταία μας έκθεση», εξηγεί ο Tim Florer, Επικεφαλής του Γραφείου Διαστημικών Συντριμμάτων της ESA.

«Παρατηρήσαμε θεμελιώδεις αλλαγές στον τρόπο που χρησιμοποιούμε το χώρο. Για να συνεχίσουμε να επωφελούμαστε από την επιστήμη, την τεχνολογία και τα δεδομένα που προσφέρει το διάστημα, είναι ζωτικής σημασίας να επιτύχουμε καλύτερη συμμόρφωση με τις υπάρχουσες οδηγίες για τον περιορισμό των διαστημικών συντριμμιών στο σχεδιασμό και τις λειτουργίες του διαστημικού σκάφους. Δεν μπορεί να τονιστεί αρκετά – αυτό είναι απαραίτητο για τη βιώσιμη χρήση του χώρου. “

Υψηλά ποσοστά μετριασμού συντριμμιών σε γεωστατική τροχιά

Οι δορυφόροι που εκτοξεύτηκαν στη γεωστατική προστατευόμενη περιοχή, σε υψόμετρο 35 586 – 35 986 χλμ, έχουν πολύ υψηλά ποσοστά συμμόρφωσης με μέτρα περιορισμού των συντριμμιών. Μεταξύ 85% και 100% που έφτασε στο τέλος της ζωής τους αυτή τη δεκαετία προσπάθησαν να συμμορφωθούν με αυτά τα μέτρα, εκ των οποίων το 60 – 90% το έπραξε με επιτυχία.

Στη γεωστατική τροχιά, υπάρχει σαφές εμπορικό ενδιαφέρον για τους χειριστές να διατηρήσουν τα μονοπάτια τους απαλλαγμένα από αδύναμους δορυφόρους και συντρίμμια – εάν δεν το κάνουν αυτό θα έθετε σε κίνδυνο τον διαστημόπλοιο και την κατώτατη γραμμή τους.

Τώρα τι?

Η συστηματική ανάλυση των μεταβαλλόμενων συμπεριφορών στο διάστημα, όταν πρόκειται για την υιοθέτηση μέτρων άμβλυνσης των συντριμμιών, παρέχει λόγους για να είμαστε προσεκτικά αισιόδοξοι – αυτό δεν συνέβη πριν από μια δεκαετία.

Εάν υιοθετηθεί γρήγορα, οι συνεχείς επενδύσεις σε νέες τεχνολογίες για την παθητικοποίηση και τη διάθεση των αποστολών θα επιτρέψουν στο περιβάλλον μας να αντιμετωπίσει τη συνεχιζόμενη αύξηση της διαστημικής κυκλοφορίας και των ολοένα και πιο περίπλοκων λειτουργιών.

Πρέπει να σκεφτούμε το διαστημικό περιβάλλον ως κοινόχρηστο και περιορισμένο φυσικό πόρο. Η συνεχιζόμενη δημιουργία διαστημικών συντριμμιών θα οδηγήσει στο σύνδρομο Kessler, όταν η πυκνότητα αντικειμένων σε χαμηλή τροχιά της Γης είναι αρκετά υψηλή ώστε οι συγκρούσεις μεταξύ αντικειμένων και συντριμμιών δημιουργούν ένα καταρράκτη, με κάθε συντριβή να δημιουργεί συντρίμμια που στη συνέχεια αυξάνουν την πιθανότητα περαιτέρω συγκρούσεων. Σε αυτό το σημείο, ορισμένες τροχιές γύρω από τη Γη θα γίνουν εντελώς αφιλόξενες.

Η ESA εργάζεται ενεργά για να υποστηρίξει τις κατευθυντήριες γραμμές για τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των δραστηριοτήτων του διαστημικού διαστήματος από την Επιτροπή των Ηνωμένων Εθνών για τις ειρηνικές χρήσεις του διαστήματος , συμπεριλαμβανομένης της χρηματοδότησης της πρώτης αποστολής στον κόσμο για την απομάκρυνση κομματιών από τροχιά, συμβάλλοντας στη δημιουργία ενός διεθνούς βαθμολογία βιωσιμότητας χώρου και ανάπτυξη τεχνολογιών για την αυτοματοποίηση της αποφυγής σύγκρουσης και τη μείωση των επιπτώσεων στο περιβάλλον μας από διαστημικές αποστολές.

Μάθετε περισσότερα για τα διαστημικά συντρίμμια και τα καθαρά διαστημικά γραφεία της ESA , που αποτελούν μέρος του Προγράμματος Διαστημικής Ασφάλειας και το επερχόμενο συνέδριο του Οργανισμού για τα διαστημικά συντρίμμια – το μεγαλύτερο στον κόσμο για το θέμα – που θα πραγματοποιηθεί τον Απρίλιο του 2021.