Niepokojący raport. Coraz większe ryzyko, że w samolot pasażerski trafią kosmiczne śmieci

Kosmos staje się coraz bardziej zaśmiecony, a skutki tego problemu zaczynają być odczuwalne nie tylko w przestrzeni orbitalnej, ale i na samej Ziemi. Nowy raport opublikowany w Scientific Reports ostrzega, że spadające szczątki satelitów i rakiet mogą stać się realnym zagrożeniem dla lotnictwa. Choć prawdopodobieństwo takiego incydentu wciąż jest niewielkie, rośnie z roku na rok i zaczyna budzić niepokój ekspertów.

Niekontrolowane wejścia kosmicznych śmieci w atmosferę stwarzają coraz większe ryzyko kolizji z samolotami pasażerskimi. Choć prawdopodobieństwo takiego zdarzenia jest wciąż niskie, niższe niż prawdopodobieństwo zderzenia z ptakiem, to ewentualne konsekwencje byłyby katastrofalne i zakończyłyby się śmiercią wielu osób - ostrzegają naukowcy z University of British Columbia w Vancouver w Kanadzie.  

Od 2000 r. liczba codziennych lotów prawie się podwoiła, a liczba pasażerów wzrosła o ponad 250 proc.

Czym w ogóle jest takie niekontrolowane wejście kosmicznych śmieci w atmosferę? Z takim zdarzeniem mamy do czynienia wtedy, gdy nikt nie kontroluje np. zużytej rakiet, czy starego satelity, który krąży po orbicie Ziemi. Taki złom okrąża naszą planetę, zniżając się coraz bardziej, aż w końcu wchodzi w atmosferę i zamienia się w deszcz płonących odłamków.

Przewidzenie trajektorii ponownych wejść jest bardzo trudne ze względu na niezliczoną liczbę czynników, które wpływają na tor lotu.

Z kontrolowanym wejściem mamy do czynienia wtedy, gdy operator rakiety lub satelity wykorzystuje silniki do ustawienia takiego toru lotu, który prowadzi do wejścia w atmosferę i spłonięcia resztek nad niezamieszkałym terenem, np. nad oceanem.

Ryzyko kolizji z samolotami można by złagodzić, gdyby kontrolowane powroty do oceanu były wymagane dla wszystkich misji kosmicznych. Takich wymogów jednak nie ma i ponad 2300 rakiet jest już na orbicie i ostatecznie ponownie wejdzie w nią w sposób niekontrolowany. To jednak tylko wierzchołek góry lodowej.

Szacuje się, że na orbicie wokół Ziemi znajduje się ponad 128 mln kawałków śmieci mniejszych niż 1 cm, około 900 000 kawałków śmieci o rozmiarach 1–10 cm i około 34 000 kawałków większych niż 10 cm. To właśnie te największe fragmenty mogą przetrwać wejście w atmosferę Ziemi i być groźne dla samolotów pasażerskich.

Ten problem będzie się nasilał. Tylko w ciągu ostatnich czterech lat liczba niedziałających satelitów na niskiej orbicie okołoziemskiej wzrosła dwukrotnie – z około 3000 do ponad 8000.

W 2023 r. odnotowano rekordową liczbę 212 udanych startów rakiet, z czego 128 korpusów rakiet zostało porzuconych na orbicie w celu niekontrolowanego wejścia w atmosferę. Rekord ten został pobity w 2024 r. kiedy to wystartowało blisko 250 rakiet.

Szacunki sugerują, że szczątki o masie jednego grama mogą uszkodzić samolot, szczególnie jeśli uderzą w przednią szybę lub zostaną wchłonięte przez silnik. Badania wykazały, że dziewięciogramowe stalowe odłamki przebijają bez problemu kadłuby samolotów, a szczątki o masie większej niż 300 g mogą spowodować katastrofalny incydent, czyli całkowitą utratę samolotu.

Analiza przeprowadzona w 2021 r. przez The Aerospace Corporation wykazała, że ​​prawdopodobieństwo śmiertelnego zderzenia samolotu ze szczątkami samolotu wchodzącymi w atmosferę wynosiło 8×10−6 w danym roku, tj. prawie 1 na 100 000. Po uwzględnieniu wejść w atmosferę z dwunastu przyszłych megakonstelacji, prawdopodobieństwo to wzrosło do 7×10−4 (7 na 10 000 rocznie) w 2035 r. 

Więcej o problemie kosmicznych śmieci przeczytasz na Spider's Web:

Chociaż nie ma potwierdzonych przypadków uderzenia kosmicznych śmieci w samolot w locie, to istnieje wiele doniesień o samolotach, które zostały uderzone przez nieznane obiekty podczas lotu na dużej wysokości.

Najbardziej znany miał miejsce w 1996 r. kiedy to przednia szyba Boeinga 757 pękła z powodu uderzenia przez tajemniczy obiekt. Zdarzenie miało miejsce na wysokości 10 km, a głównym podejrzanym jest właśnie kosmiczny złom.

4 listopada 2022 r. Hiszpania i Francja zamknęły części swojej przestrzeni powietrznej odpowiednio na 40 i 60 minut, ponieważ chiński korpus rakiety Long March 5B o masie 20 t miał wejść w atmosferę w sposób niekontrolowany. Na szczęście rakieta przeleciał nad Europą, zanim rozpadła się nad Oceanem Spokojnym. Zamknięcia przestrzeni powietrznej opóźniło 645 samolotów średnio o 29 minut i spowodowało niebezpieczny tłok na lotniskach.

Podczas ostatniej katastrofy Starship w trakcie siódmego testu tej rakiety na Florydę i Ocean Atlantycki spadło mnóstwo szczątków. Amerykańska Federalna Agencja Lotnicza aktywowała ostrzeżenie i na krótko spowolniła samoloty poza obszarem, w którym spadały szczątki statku kosmicznego lub zatrzymała samoloty w miejscu odlotu. W związku z incydentem kilka samolotów poprosiło o zmianę trasy z powodu niskiego poziomu paliwa.

Choć uderzenie kosmicznych śmieci w samolot nadal wydaje się mało prawdopodobne, to wraz z rosnącą liczbą lotów i coraz większą ilością orbitalnych odpadów zagrożenie staje się coraz bardziej realne.

Problem kosmicznych śmieci jest coraz bardziej palący i wymaga globalnego rozwiązania. Konieczne jest wprowadzenie regulacji dotyczących projektowania i utylizacji satelitów oraz rakiet, a także opracowanie technologii, które pozwolą na bezpieczne usuwanie śmieci z orbity.

Wzrost liczby misji kosmicznych i satelitów na orbicie Ziemi to nieunikniony element postępu technologicznego. Jednak musimy pamiętać, że kosmos to nie tylko źródło korzyści, ale i potencjalnych zagrożeń. Dlatego tak ważne jest, abyśmy odpowiedzialnie zarządzali przestrzenią kosmiczną i minimalizowali ryzyko związane z kosmicznymi śmieciami.