O mały włos! Dwa rosyjskie śmieci kosmiczne właśnie minęły się na orbicie z ogromną prędkością

Jeszcze dziesięć lat temu na orbicie okołoziemskiej znajdowało się łącznie około 2000 satelitów. Pod koniec 2022 roku sam Elon Musk miał na orbicie ponad 3000 swoich satelitów. Co więcej, SpaceX jest pionierem w tworzeniu potężnych konstelacji satelitów, za nim stoi cała kolejka przedsiębiorstw prywatnych oraz agencji kosmicznych, które już pracują nad swoimi konstelacjami. Można zatem założyć, że w ciągu kilku lat liczba satelitów urośnie do 10, a potem do 20 czy 40 tysięcy satelitów. Przyszłość ludzkości jest zatem w kosmosie.

Im więcej jednak satelitów na orbicie, tym robi się tam niebezpieczniej. Owszem, można pomyśleć, że orbita jest rozległa i kilka tysięcy obiektów to tak naprawdę niewiele, wszak na Ziemi jest kilka miliardów ludzi i jakoś nie zderzamy się z sobą co chwilę. Problem jednak w tym, że na orbicie oprócz satelitów znajdują się także dziesiątki tysięcy tzw. śmieci kosmicznych, które są zapisem całej historii eksploracji przestrzeni kosmicznej. Na orbicie znajdują się wciąż puste stopnie rakiet wystrzeliwanych przez ostatnich pięćdziesiąt lat, satelity, które już od lat są nieaktywne i nie reagują na komendy z Ziemi. Znajdziemy tam też szczątki rakiet i satelitów, które eksplodowały na orbicie lub zostały celowo zniszczone rakietami wysłanymi z Ziemi.

W przeciwieństwie do satelitów, które wyposażone są w systemy pozwalające im na zmianę trajektorii lotu w celu uniknięcia zderzenia lub na zejście w górne warstwy atmosfery pod koniec swojej misji, śmieci kosmiczne nie mogą zrobić nic. Krążą zatem wokół Ziemi z potężnymi prędkościami (okrążenie Ziemi zajmuje im około 90 minut) niekontrolowane przez nikogo. My możemy mieć jedynie nadzieję, że nie uderzą one w inne śmieci kosmiczne, w satelity (aktywne i nieaktywne) czy w końcu w jedną z dwóch obecnie istniejących stacji kosmicznych.

Paradoksalnie im mniejsze śmieci kosmiczne, tym bardziej niebezpieczne. Duże śmieci kosmiczne można bowiem z Ziemi śledzić, monitorować i prognozować trajektorię ich lotu. Dzięki temu można odpowiednio wcześnie podnieść lub obniżyć orbitę aktywnego satelity czy stacji kosmicznej znajdującej się na kursie kolizyjnym z takim odłamkiem. Teleskopy służące do takiego monitoringu mają jednak swoje ograniczenia. Małe śmieci kosmiczne bardzo często pozostają niezauważone przez nikogo do momentu, kiedy uderzają w satelitę czy inną instalację na orbicie. Dobrym przykładem może być tutaj przypadek sprzed kilku tygodni, kiedy to niewielki śmieć kosmiczny uderzył w układ chłodzenia statku Sojuz przycumowanego do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Efekt tego zdarzenia był taki, że statek nie nadaje się do załogowego lotu powrotnego na Ziemię, astronauci będą musieli zostać na orbicie nawet pół roku dłużej niż planowali i trzeba będzie wysłać w ich kierunku dodatkowy statek kosmiczny.

System monitorowania bliskiej przestrzeni kosmicznej należący do firmy LeoLab zarejestrował 27 stycznia bardzo niebezpieczną sytuację na orbicie okołoziemskiej. Rosyjska rakieta SL-8 z czasów Związku Sowieckiego oraz rosyjski satelita szpiegowski Kosmos 2361 wyniesiony na orbitę w 1998 roku znalazły się w jednym momencie niemal dokładnie w tym samym miejscu. Według informacji opublikowanych na Twitterze przez LeoLabs oba obiekty przeleciały obok siebie w odległości zaledwie 6 metrów (z dokładnością do +/- kilkudziesięciu metrów).

Tym razem nam się udało, do zderzenia między obiektami bowiem nie doszło. Nie zmienia to jednak faktu, że gdyby do niego doszło, w jednym momencie do katalogu śmieci kosmicznych dołączyłoby co najmniej kilka tysięcy nowych, mniejszych i pozostających poza kontrolą śmieci kosmicznych. Śmieci te pozostałyby na orbicie przez kolejnych kilkadziesiąt lat.

Specjaliści z LeoLabs wskazują, że do tego niebezpiecznego zdarzenia doszło naprawdę w niebezpiecznym miejscu, tj. na wysokości 950-1050 km nad powierzchnią Ziemi. W tym rejonie znajduje się m.in. 160 innych rakiet SL-8 oraz wyniesione przez nie na przestrzeni 20 lat 160 satelitów. Gdyby zatem doszło do zderzenia i powstania potężnej chmury odłamków, istniałoby realne ryzyko zderzeń tych śmieci z kolejnymi obiektami, która w efekcie także zamieniałyby się w kolejne chmury odłamków.

Taka sytuacja, w pesymistycznym scenariuszu może doprowadzić do efektu znanego pod nazwą syndromu Kesslera. W sytuacji, gdyby między dwoma śmieciami kosmicznymi doszło do zderzenia i powstania chmury odłamków, które zaczęłyby następnie uderzać w inne obiekty i je zamieniać w śmieci kosmiczne, szybko mogłoby dojść do lawinowego wzrostu liczby takich kolizji i do zaśmiecenia orbity tak dużą liczbą śmieci kosmicznych, że plany eksploracji przestrzeni kosmicznej trzeba by było odłożyć na kilkadziesiąt lat. Nie byłoby bowiem możliwości bezpiecznego wysłania na orbitę nie tylko statku załogowego, ale nawet sond czy satelitów kosmicznych. Ryzyko zderzenia ze śmieciem kosmicznym byłoby po prostu zbyt duże.