Gunoiul spațial. O nouă problemă de mediu ne-ar putea costa scump pe viitor
Abonează-te la canalul nostru de WhatsApp, pentru a primi materialul zilei din Panorama, direct pe telefon. Click aici
- Milioane de resturi provenite de la rachete și sateliți se învârt cu aproximativ 28.000 de kilometri pe oră pe orbita joasă a planetei noastre. Orice coliziune produce, la acea viteză, daune majore, iar asta pune în pericol misiunile spațiale, în condițiile în care fragmentele mici sunt aproape imposibil de monitorizat.
- Mii de sateliți împânzesc orbita joasă a Pământului, iar în viitor vor fi și mai mulți. Toată această „aglomerare satelitară” ne-ar putea crea probleme din cauza interferențelor de comunicare, dar și pentru că sateliții sunt printre cauzele principale de poluare spațială.
- Unii specialiști spun că am putea să ajungem să ne confruntăm cu Sindromul Kessler, o reacție în lanț în care coliziunile de pe orbită generează resturi spațiale care, la rândul lor, vor genera alte coliziuni și resturi.
- Sateliții nu produc doar poluare pe orbită, ci sunt o problemă și pentru astronomi, pentru că ajung să perturbe observarea obiectelor spațiale.
- Responsabilitatea pentru sustenabilitatea spațială nu este încă clară pentru că lipsește cadrul legislativ și consensul necesar între națiuni, iar tehnologia nu a evoluat suficient cât să existe soluții concrete pentru cum curățăm orbita de resturile pe care tot noi le producem.
În martie 2024, o bucată de metal de aproape un kilogram a picat din cer pe casa unei familii. Bucata respectivă provenea de pe orbita joasă a Pământului, iar NASA a recunoscut că îi aparține. Era o piesă desprinsă dintr-un pachet eliberat de pe Stația Spațială Internațională (ISS) care nu s-a dezintegrat complet în atmosferă. Incidentul s-a petrecut în Florida, SUA, dar nu este singurul.
În decembrie 2024, un inel uriaș din metal provenit de la o rachetă spațială a căzut într-un sat din Kenya, informează cei de la Reuters. Bucata de gunoi spațial de aproximativ 500 de kilograme a căzut pe un câmp și era încă incandescentă când localnicii au ajuns la ea. Totuși, nu s-au produs daune semnificative, a spus Agenția Spațială a Kenyei.
Astfel de situații pot apărea oriunde în lume, pentru că pe orbita Pământului se află tone de gunoaie, de toate dimensiunile, care pot afecta sateliții, misiunile spațiale și, uneori, locuințele noastre.
Problema gunoiului spațial devine din ce în ce mai gravă pe măsură ce numărul sateliților și al programelor spațiale crește. Orbita joasă a Pământului este plină de fragmente provenite din sateliți scoși din uz, bucăți de rachete abandonate și alte resturi apărute în urma unor coliziuni sau misiuni nereușite.
46.000 de obiecte mai mari de 10 centimetri, care se mișcă cu o viteză de aproximativ 28.000 de kilometri pe oră, există, potrivit estimărilor, în prezent pe orbită.
Lor li se adaugă alte un milion de deșeuri care au între 1 și 10 centimetri, care sunt greu de observat, pentru că sunt prea mici și se mișcă prea repede pentru a putea fi urmărite ușor.
„Acestea sunt cele care ne îngrijorează cel mai mult”, a declarat pentru Panorama John Crassidis, profesor la Departamentul de Inginerie Aerospațială și Mecanică al Universității din Buffalo, SUA.
Cercetătorul, care a colaborat cu NASA și U.S. Air Force pentru monitorizarea acestor resturi spațiale spune că problema este serioasă. Aceste gunoaie pot lovi oricând sateliții și pot afecta activitatea pe Stația Spațială Internațională. De altfel, pe 26 iunie 2024, astronauții de la bordul acesteia au intrat în alertă după ce un satelit rusesc inactiv s-a rupt în peste 100 de bucăți. Ei au fost nevoiți să se adăpostească preventiv timp de o oră în racheta atașată Stației, de teama unei coliziuni. Din fericire, incidentul a fost evitat.
Sateliții, precum cel rusesc care a creat probleme pe ISS, reprezintă una dintre principalele surse de gunoi spațial. Agenția Spațială Europeană (ESA) spune că doar o treime dintre sateliții lansați de-a lungul timpului pe orbită mai sunt funcționali. Restul au devenit inutilizabili și poluează spațiul. Unii s-au rupt în bucăți mici, cum este cazul satelitului meteo chinez FengYun-1C, care s-a spart în 3.000 de fragmente în cadrul unui test al unei rachete antisatelit, în 2007.
Dacă un rest spațial cu diametrul de 5 centimetri lovește ceva, viteza mare, de aproximativ 28.000 de kilometri pe oră, face ca energia generată la impact să fie similară cu cea a unei coliziuni cu un autobuz, au calculat cei de la Aerospace Corporation. Iar ciocnirea cu un rest spațial de mărimea unei afine este echivalentă cu o coliziune cu o nicovală grea de metal.
Monitorizarea resturilor spațiale
Să monitorizezi gunoaiele din spațiu e complicat. Acestea sunt mici, se mișcă cu viteze uriașe, iar senzorii de măsurare au erori, astfel că apar situații în care obiectele observate se pierd. Resturile spațiale sunt mai ușor de văzut după ce intră în atmosferă, pentru că se dezintegrează și iau foc. Totuși, după ce obiectul se răcește e foarte greu să-ți mai dai seama unde se află. Există și sateliți „nedeclarați” pentru că nu toate țările comunică unde se află sateliții lor.
Principalele metode de monitorizare a sateliților și resturilor spațiale sunt telescoapele și radarele, dar există o problemă de acuratețe, mai ales când e vorba de obiecte mici.
Unele dintre cele mai mari probleme în monitorizarea resturilor spațiale vin chiar din spațiu. Rezistența moleculelor de aer pe orbitele joase ale sateliților, diferențele de gravitație, presiunea solară, toate influențează felul în care se mișcă sateliții și resturile spațiale pe orbită, doar că sateliții sunt suficient de mari și au mecanisme de propulsie pentru control, pe când resturile spațiale nu.
Carolin Frueh, profesor de Aeronautică și Astronautică la Universitatea Purdue din Statele Unite, cercetează o metodă care să permită monitorizarea pe baza razelor solare numită curbă luminoasă. „Avem sateliți în spațiu, așa că lumina soarelui strălucește pe satelit și este reflectată înapoi, iar dacă suntem în poziția corectă vedem o parte din reflexie. Dar ne putem uita nu doar la poziția obiectului, ci și la strălucire, la cantitatea de lumină care este reflectată de fiecare dată, iar asta este așa numita curbă luminoasă”, explică ea într-un interviu pentru Panorama, via Google Meet.
Modul în care este reflectată lumina depinde de mulți factori care o pot ajuta pe Frueh să afle mai multe detalii despre obiectul respectiv – formă, direcție, material, modul în care se mișcă. Pe baza lor, cercetătorii pot face presupuneri legate de comportamentul său.
Metoda curbelor luminoase este folosită în paralel cu observațiile tradiționale. „În observațiile tradiționale încerci să găsești orbita obiectului, să afli unde se va mișca și unde a fost în trecut”, spune Frueh. În cazul curbelor luminoase, e nevoie de orbită pentru că lumina trebuie să cadă într-un anume fel pe obiect pentru ca acesta să reflecte lumina și specialiștii să poată afla caracteristici precum centru de greutate și alți parametri.
Aglomerația de obiecte de pe orbită ne poate crea probleme și mai mari în viitor
Orbita terestră devine aglomerată, iar asta poate pune și probleme de interferență a comunicațiilor. Una dintre cele mai celebre rețele de sateliți este cea a SpaceX, companie deținută de Elon Musk.
Asta i-a scandalizat pe cercetătorii din domeniu, iar peste 100 dintre ei au semnat o scrisoare către guvernul american în care cer să fie evaluat mai întâi impactul asupra mediului.
Îngrijorarea specialiștilor în domeniu față de poluarea orbitei Pământului vine și din faptul că aglomerarea de „gunoaie” pe orbita spațială poate duce la un fenomen numit Sindromul Kessler, adică un fenomen în lanț în care coliziunile de pe orbită generează resturi spațiale care, la rândul lor, vor genera alte coliziuni și resturi. „Cred, sincer, că dacă nu facem ceva, în 50 de ani vom ajunge acolo”, spune John Crassidis pentru Panorama.
Un astfel de fenomen ar afecta lansarea de noi misiuni spațiale, cărora le va fi din ce în ce mai greu să găsească ferestre de lansare prin centura de deșeuri care ar orbita Pământul. De asemenea, poate afecta funcționarea sateliților geostaționari care se află la aproximativ 36.000 de kilometri altitudine.
De altfel, incidentele de pe orbita geostaționară nu lipsesc – în octombrie 2024, un satelit de comunicații Intelsat produs de Boeing și lansat în 2016 a explodat pe orbită din cauza unei „anomalii”, relatează CBS News. Explozia a cauzat noi resturi spațiale.
„Goana după sateliți” afectează observațiile astronomilor
Dincolo de posibile pericole legate de comunicații, există probleme și în observarea spațiului cosmic. Adrian Șonka, astronom la Observatorul Astronomic Vasile Urseanu din București, spune că sateliții se pot interpune între telescop și obiectul observat sau pot apărea în imaginile suprinse pentru cercetare.
Șonka vede în mod direct că situația se înrăutățește. Dacă acum cinci sau șase ani putea surprinde un satelit în timpul unei expuneri de o jumătate de oră, în prezent ar putea să aibă sateliți în 80% dintre imaginile realizate în timpul unei expuneri de 10 minute. „Nu sunt stricate toate, că nu toți trec pe lângă obiect, dar am și imagini în care sateliții îmi trec fix peste obiectul pe care îl observ. Deci, practic, am observat degeaba, am irosit resurse degeaba”, spune el.
Astronomul atrage atenția că, deși la prima vedere entitățile din domeniul spațial sunt preocupate de curățarea spațiului cosmic, tot ele sunt cele care aprobă lansările sateliților pe orbită, deci tot ele creează problema la care caută rezolvare. „Este o ipocrizie enormă în care statele se plâng că sunt prea mulți sateliți, dar tot statele dau autorizații să se lanseze sateliți”, spune Șonka. „La câți bani se vehiculează în domeniul acesta, nimeni nu o să poată să reglementeze nimic. […] Câtă vreme sunt foarte mulți bani la mijloc, nicio șansă, întotdeauna o să fie așa și o să fie din ce în ce mai rău. Până când nu o să cadă un satelit ieșit de sub control pe un autobuz cu copii de grădiniță și o să moară toți, nu o să se întâmple nimic”, continuă Adrian Șonka.
Astronomul subliniază că, fără sateliți artificiali, nu există space junk.
Sustenabilitatea spațială
Sateliții sunt, de fapt, deșeuri spațiale în devenire pentru că niciunul nu rămâne activ la infinit și, mai devreme sau mai târziu, va deveni „gunoi” pe orbită. De asta specialiștii din domeniu caută soluții, deși încă nu avem tehnologii suficient de evoluate care să curețe eficient orbita.
Producătorii de sateliți vin cu unele reguli pentru sateliții cu orbită joasă. Firmele de profil sunt, de exemplu, obligate să creeze sateliți care să aibă suficient combustibil pentru a fi scoși de pe orbită, adică să poată ajunge deasupra Oceanului Pacific și să ardă în atmosferă, spune John Crassidis. De asemenea, este interzisă construirea de sateliți din titan, pentru că titanul nu arde. O altă regulă ține de mărime. „Dacă satelitul nu are un propulsor la bord, nu poate fi mai mare decât o cutie de pantofi”, spune Crassidis. De asemenea, firmele trebuie să arate că rezistența moleculelor de aer va face satelitul să se întoarcă pe Pământ în cinci ani.
Într-un efort de a vedea cât de bine rezistă lemnul mediului spațial, de pe ISS s-a lansat în ianuarie 2025 LignoSat. Satelitul din lemn are dimensiunea de 10 centimetri și va sta pe orbită șase luni, înainte să reintre în atmosfera Pământului. LignoSat a fost creat de Universitatea din Kyoto și o companie japoneză de prelucrare a lemnului și ar putea deschide noi abordări în sustenabilitatea spațială.
Și ESA a dezvoltat o serie de politici pentru atingerea de zero deșeuri cosmice, în timp ce ONU a creat un ghid de recomandări care să permită utilizarea pașnică a spațiului cosmic.
Ce am putea face ar fi să aplicăm principii de economie circulară în spațiu, astfel încât să putem preveni poluarea prin reutilizare și reciclare, mai ales că toate echipamentele pe care le lansăm acum sunt utilizabile doar o singură dată, spune, într-un interviu pentru Panorama via Google Meet, Moriba Jah profesor de Inginerie Aerospațială și Inginerie Mecanică la Universitatea Texas Austin, care a lucrat și la NASA Jet Propulsion Laboratory și Air Force Research Laboratory.
Cheia, mai crede el, ar fi să împrumutăm și din abordarea popoarelor indigene, adică să încercăm să ajungem la un echilibru cu mediul înconjurător.
Jah a fost implicat și în crearea Space Sustainability Rating, o inițiativă multidisciplinară dedicată sustenabilității spațiale.
„Premisa a fost găsirea unui mod de măsurare a designului sateliților, a orbitei alese, de evaluare a diferitelor opțiuni pe care le putem avea pentru a minimiza efectul pe termen lung asupra mediului. Este un framework în care oamenii pot să trimită designul lor, alegerile legate de orbite și alte asemenea lucruri, iar acele elemente sunt folosite pentru a crea un rating legat de cum contribuie sau nu la sustenabilitatea pe termen lung a spațiului cosmic”, explică Moriba Jah pentru Panorama.
Cine poartă responsabilitatea pentru gunoiul spațial
În ceea ce privește responsabilitatea curățării spațiului, nu există tratate și legi clare încă, iar asta creează un vid legislativ prin care, cel puțin deocamdată, nimeni nu e tras la răspundere. Chiar dacă există recomandări internaționale pentru reducerea resturilor spațiale, ele nu prevăd și obligativitatea curățării acelor deșeuri. „Pentru că nu avem tratate internaționale clare, nu e nimeni responsabil, iar asta e o problemă”, explică John Crassidis.
Moriba Jah spune că există legi, dar conținutul lor nu este suficient de acoperitor pentru că „avem legi internaționale legate de răspundere și distrugere, dar nu definim poluarea ca distrugere, așa că asta e parte din problemă. Distrugerea în contextul tratatelor și legilor internaționale din prezent ar trebui definită în așa fel încât să includă poluarea orbitei și mediului spațial”.
O astfel de legislație ar fi, însă, greu de creat pentru că toate țările ar trebui să ajungă la un consens.
Carolin Frueh crede că, pe lângă limitarea producerii de resturi, e necesară și implicarea guvernelor, astfel încât producătorii de sateliți să fie încurajați să adopte strategii de end-of-life pentru produsele lor.
„Ca orice alt aspect legat de mediu, companiile nu o vor face din proprie inițiativă, așa că cred că e nevoie să existe reglementări care să încurajeze acest lucru. Desigur, vedem și presiunea publică care acționează asupra unor companii mari ca SpaceX, dar nu este suficient. Există o mulțime de companii mai mici care nu simt presiunea publică. Deci cred că nu va funcționa decât prin reglementare și prin existența de repercusiuni dacă încalci anumite prevederi. Dar este nevoie să fie incluse în legislațiile naționale ale țărilor care lansează (n.r. – sateliți)”, detaliază Frueh.
O inițiativă legată de managementul resturilor spațiale a ajuns totuși în Congresul Statelor Unite. ORBITS Act prevede raportarea periodică a modului în care se „remediază activ” resturile spațiale, ceea ce nu include deorbitarea, refolosirea sau distrugerea în mod pasiv a acestor resturi.
Resturile spațiale au valoare arheologică
Dincolo de poluarea spațiului cosmic și pericolele pe care le pot ridica, resturile spațiale au valoare antropologică. Alice Gorman e profesor la Universitatea Flinders din Australia și arheolog specializat pe memoria și istoria pe care o oferă exploarea spațiul cosmic și resturile spațiale. Gorman aplică metode arheologice locurilor sau obiectelor care provin din spațiu și, astfel, obține o perspectivă nouă asupra lor.
Anumite țări pot să își păstreze momentele importante sau istoria în astfel de obiecte care, la prima vedere, sunt doar niște resturi. Astfel, resturile spațiale capătă semnificație socială sau simbolică și devin un teren social comun.
Gorman spune că a aduce un satelit nefuncțional pe Pământ sau un rest spațial poate părea la prima vedere drept o acțiune care îi va păstra valoarea antropologică, însă e important ca obiectul să rămână în spațiu, altfel își pierde semnificația. Arheologul spune că, pentru păstrarea memoriei obiectelor din spațiu, acestea nu ar trebui deorbitate, dacă nu există un motiv serios pentru a face acest lucru.
Din perspectivă arheologică, prezervarea in-situ e mereu de preferat, așa că, deși spune că nu vrea să conserve toate obiectele de pe orbită, Gorman crede că ar trebui făcută o selecție a celor care au semnificație și pot fi repere pentru viitoarele generații, cum ar fi părți din Vanguard 1, cel mai vechi satelit, sau cele mai vechi obiecte trimise de om în spațiul cosmic. Pe lângă informațiile culturale și istorice, această abordare ar putea oferi și importante informații științifice. „Sunt acolo de 60 de ani. Dacă le-am vizita acum, am putea afla despre cum supraviețuiește aluminiul în spațiul cosmic timp de 60 de ani”, explică ea.
Păstrarea memoriei obiectelor spațiale e greu de făcut în cazul fragmentelor mici, care își pierd semnificația pentru că e mai greu de identificat de unde provin, însă lucruri precum rachetele sau alte elemente care sunt întregi pot fi păstrate și valorificate istoric.
În ceea ce privește impactul „de mediu” al resturilor spațiale, Gorman crede că o abordare care să aibă la bază responsabilitatea și sustenabilitatea poate fi de ajutor în viitor, la pachet cu reglementări și evaluarea impactului ecologic, fie la nivel de legislații naționale, fie la nivelul unor standarde care se se impună. Un alt scenariu ar fi mutarea către infrastructura terestră.
„E nevoie de investiții în telecomunicațiile terestre, navigare, observare, dar și tehnologii de observare a Pământului. Nu ar trebui să presupunem că totul ar trebui să vină din spațiu sau să fie în spațiu”, explică Alice Gorman.
Ecologia spațială e încă un vis îndepărtat
Un viitor sustenabil al explorării spațiale e încă în construcție. Deocamdată, nu avem tehnologia necesară care să permită curățarea orbitei, iar lipsa legislației și coordonării globale în acest domeniu încă lasă deschis subiectul.
Fără să vrea să fie pesimist, John Crassidis crede că viitoarele câteva decenii nu vor aduce schimbări semnificative. „Resturile pe care le creăm sunt mai multe decât cele pe care le dăm jos (n.r. – de pe orbită). Asta înseamnă că aria resturilor spațiale crește. Așa că până nu reușim să ne aducem liderii împreună, va fi mai rău”, explică el.
Dincolo de cât „gunoi spațial” producem, e nevoie de evoluție tehnologică, crede Adrian Șonka. Oamenii continuă să folosească aceleași principii și metode de explorare a spațiului cosmic de decenii, așa că orice tehnologie emergentă se lovește de faptul că lansările funcționează în același fel încă din anii ’50.
„E același principiu și același mod. Mă sui în căruță și mă duc cu tehnologia emergentă unde? Deci, baza rămâne aceeași și, de fapt, baza e problema, că e foarte scump și consumator de resurse”, spune Șonka.
Carolin Frueh așază cheia rezolvării problemei pe o abordare mai bună în gândirea explorării spațiale.
„Fă-ți misiunea cu cât mai puțină poluare și ai o strategie de a curăța acele deșeuri. Viziunea mea pe termen lung e că ar trebui să reciclăm mai mult, că lansăm lucruri și ele rămân în spațiu și le reutilizăm complet”.
Viitoarele decenii nu par să aducă o rezolvare a poluării spațiului cosmic. Așadar, cândva, în viitor, milioanele de resturi care orbitează Pământul vor începe să creeze probleme importante. Dincolo de tehnologia necesară, cel mai greu ar putea fi obținut consensul care să ducă la adoptarea unor soluții care să facă diferența și să ne salveze de scenariul în care repetăm în spațiu aceleași „greșeli ecologice” pe care le facem pe Terra.
Articol editat de Andrada Fiscutean și Raluca Ion.
Ca să fii mereu la curent cu ce publicăm, urmărește-ne și pe Facebook.
