Konstelacje satelitów puchną na potęgę. Szykuje się kataklizm
Policzyli, co się stanie, gdy dziesiątki tysięcy satelitów zaczną spadać z orbity. Ryzyko ofiar na Ziemi nie jest już pomijalne.
Niebo nad nami coraz mniej przypomina pustą, czarną przestrzeń, a coraz bardziej ruchliwą obwodnicę, albo autostradę A4 przed długim weekendem. Na orbitę lecą dziesiątki tysięcy satelitów tworzących tzw. megakonstelacje. To one mają dostarczać internet nawet w najdalsze zakątki świata. Kanadyjscy badacze policzyli jednak, co się stanie, gdy te technologiczne gwiazdy zaczną masowo spadać z orbity. Wynik jest niepokojący.
Kosmiczne autostrady, które właśnie się korkują
Jeszcze kilkadziesiąt lat temu satelity były olbrzymie, rzadkie i drogie. Dziś zamiast jednego, ogromnego urządzenia na orbicie widzimy flotę tysięcy małych, tańszych maszyn. Tak powstają megakonstelacje – gigantyczne roje satelitów poruszających się po kilku wysokościach wokół Ziemi.
Najbardziej znanym przykładem jest system satelitarnego internetu, który już teraz wykorzystuje kilka tysięcy urządzeń i planuje wielokrotnie zwiększyć tę liczbę. W podobnym kierunku idą inni gracze – telekomy, firmy obrazujące Ziemię, dostawcy usług nawigacyjnych. Kanadyjski zespół badawczy przyjrzał się łącznie 11 takim projektom, które razem obejmują aż około 73 369 satelitów.
Z punktu widzenia wygody użytkownika to kusząca wizja. Stabilny internet na oceanie, w górach, na pustyni. Z punktu widzenia fizyki i statystyki oznacza to jednak coś jeszcze: im więcej obiektów krąży nad naszymi głowami, tym więcej kiedyś wróci – i nie zawsze w sposób całkowicie bezpieczny.
Co się dzieje z satelitą, gdy spada z orbity?
Żaden satelita nie żyje wiecznie. Po kilku, kilkunastu latach kończy mu się paliwo, starzeje się elektronika, orbitę psuje opór szczątkowej atmosfery. Wtedy przychodzi moment ostatniego lotu, czyli wejścia w atmosferę i spalenia – przynajmniej w teorii.
Podczas takiego powrotu satelita pędzi z prędkością rzędu kilku kilometrów na sekundę. Zderzając się z coraz gęstszym powietrzem, nagrzewa się do temperatur, które topią metal. To zjawisko nazywa się ablacją: wierzchnie warstwy materiału dosłownie odpadają i zamieniają się w chmurę rozgrzanych drobinek.
Aluminium, popularny materiał konstrukcyjny, ma stosunkowo niską temperaturę topnienia. Szansa, że aluminiowy element przetrwa lot przez ognisty tunel atmosfery, jest niewielka. Ale satelity to nie tylko aluminium. W ich wnętrzu kryją się zbiorniki paliwa i precyzyjne koła zamachowe zrobione z dużo twardszych materiałów: stali nierdzewnej, tytanu, wolframu czy berylu. One topią się znacznie trudniej.
Dodatkowe zamieszanie wprowadza to, jak elementy są poukładane w środku. Zbiornik paliwa schowany niczym termos w środku puszki satelity jest chroniony przez inne części, które biorą na siebie pierwszy ogień. To oznacza, że w praktyce nawet dobrze zaprojektowany satelita może zostawić po sobie kilka naprawdę solidnych, groźnych kawałków.
Jak liczy się ryzyko?
Kanadyjscy badacze zadali bardzo brutalne, ale potrzebne pytanie: co się stanie, jeśli z każdego satelity w megakonstelacji do ziemi doleci choćby jeden fragment wystarczająco duży, by zabić człowieka? Mówią o minimalnej dawce śmiertelnej – najmniejszym kawałku metalu, który przy prędkości swobodnego spadania może zrobić śmiertelne szkody.
W pojedynczym przypadku szansa, że taki odłamek trafi akurat w człowieka na planecie, gdzie żyje prawie 8 mld ludzi i zdecydowana większość powierzchni to oceany, wydaje się znikoma. Problem zaczyna się wtedy, gdy nie mówimy o jednym satelicie na dekadę, ale o tysiącach spadających rok po roku.
Przeczytaj także:
Badacze skupili się na tzw. ryzyku zbiorowym (kolektywnym). To nie jest pytanie czy konkretny satelita jest bezpieczny, tylko jak rośnie łączne ryzyko, gdy zliczymy wszystkie obiekty danej konstelacji. W swoich obliczeniach doszli do wniosku, że dla analizowanych megakonstelacji istnieje około 40 proc. prawdopodobieństwa, że w pewnym momencie wystąpi zdarzenie z ofiarami na Ziemi, jeśli satelity nie będą się w całości spalać.
To nie znaczy, że za kilka dni zacznie się deszcz satelitarnego złomu na miasta. To raczej sygnał ostrzegawczy, że przy tempie, w jakim puchną megakonstelacje, ryzyko przestaje być abstrakcją. Staje się czymś, co trzeba wreszcie wprost wbudować w przepisy i standardy projektowania.
Czy naprawdę potrzebujemy aż tylu satelitów?
Czy naprawdę do wszystkiego potrzebujemy dziesiątek tysięcy satelitów? Wnioski są zaskakująco przyziemne i zarazem trafne.
Zamiast zatrzymywać rozwój, naukowcy proponują lepsze projektowanie konstelacji: mniej satelitów, ale o większej przepustowości, dłuższej żywotności i z kontrolowanym zejściem z orbity. Mniej startów rakiet to mniej śmieci, mniej ryzyka i duża ulga dla atmosfery i dla Ziemi.
W raporcie padają trzy konkretne rekomendacje dla firm, które wysyłają megakonstelacje:
- Sprawdzajcie, co naprawdę spala się w atmosferze – nie wszystko, co miało zniknąć, znika w całości.
- Liczy się cała konstelacja, nie pojedynczy satelita – w tysiącach bezpiecznych urządzeń akumulują się realne zagrożenia.
- Planujcie zejście z orbity już przy projekcie, a nie zostawiajcie tego przypadkowi.
Jeśli big techy to zbagatelizują, to zamiast cieszyć się z szybkiego rozwoju technologicznego, będziemy kiedyś pisać raporty po pierwszym poważnym wypadku, który przyszedł z nieba.
