Kosmiczne śmieci

Zagadnienia ochrony środowiska naturalnego dotyczą nie tylko powierzchni Ziemi i atmosfery, ale również przestrzeni kosmicznej.

Od momentu wystrzelenia pierwszego sztucznego satelity Ziemi (4 X 1957) na orbitach wokółziemskich umieszczono łącznie ponad 5 tysięcy różnych satelitów, z których ponad 2,5 tysiąca nadal obiega Ziemię. Wśród nich około 600 czynnych, pozostałe satelity zakończyły już swoją misję lub aparatura na ich pokładach uległa awarii. Oprócz satelitów, Ziemię obiega także ponad 1500 ostatnich członów rakiet wynoszących satelity na orbitę. Każdego roku na różnych orbitach umieszczanych jest kolejnych 80-100 satelitów.

Ponadto, nad naszymi głowami, na wysokości od kilkuset do około 36 tysięcy km obiegają Ziemię m.in.:
- odrzucone fragmenty wyposażenia satelitów i rakiet
- elementy pozostałe z rozpadu co najmniej 150 nieczynnych satelitów
- "tradycyjne" śmieci, wyrzucane przez załogowe stacje kosmiczne, w tym około 200 worków śmieci odrzuconych ze stacji kosmicznej MIR
- około 400 milionów igieł, które rozrzucono w 1963 r. jako element eksperymentu telekomunikacyjnego
- materiały radioaktywne, będące pozostałością po niewielkich reaktorach instalowanych na ponad 50 satelitach
- resztki paliw kosmicznych, a także resztki płynu chłodzącego z reaktorów atomowych w formie ok. 70 000 sodowo-potasowych kuleczek o średnicy ok 1 cm
- odpryski farby, spaliny, opiłki metali

Ocenia się, że łącznie obiega Ziemię około 100 000 obiektów o rozmiarach 1-10 cm oraz 10-100 milionów drobnych obiektów o średnicach 1-10 mm. Łączna masa wszystkich ciał w Kosmosie wytworzonych przez człowieka jest oceniana na ponad 5 tysięcy ton, przy czym największe zagęszczenia znajdują się na wysokościach: 850 km, 1000 km, 1500 km, 20 000 km, 36 000 km. Wszystkie wymienione obiekty noszą nazwę śmieci kosmicznych (ang. space debris).

Śmieci kosmiczne są praktycznie niezniszczalne, gdyż będąc poza atmosfer, niemal nie podlegają korozji ani rozkładowi biologicznemu. Jedynie obiekty obiegające Ziemię na stosunkowo niewielkiej wysokości napotykają na bardzo mały opór najwyższych warstw atmosfery, gdzie ulegają częściowemu lub całkowitemu spaleniu. Jedynym procesem powodującym bardzo niewielką korozję satelitów są zderzenia z cząstkami tzw. wiatru słonecznego. Proces ten jednak zachodzi bardzo wolno, toteż nieczynne satelity mogą obiegać Ziemię przez setki lub tysiące lat. Wzrastająca gwałtownie z każdym rokiem liczba śmieci kosmicznych stanowi coraz większe zagrożenie dla kolejnych lotów kosmicznych i działających już satelitów.

W najbliższych latach przewiduje się opracowanie międzynarodowych regulacji prawnych, które nakładałyby na agencje kosmiczne obowiązek unicestwienia nieczynnych satelitów, na przykład poprzez sprowadzanie ich na Ziemię lub spalanie w atmosferze. Rozważane są również metody laserowe, w których niszczące działanie promienia lasera kierowane byłoby z Ziemi na niepożądany obiekt.

Brak energicznych działań w kierunku ograniczenia śmieci kosmicznych może za 50-100 lat bardzo ograniczyć lub wręcz uniemożliwić wystrzeliwanie kolejnych satelitów i sond kosmicznych.

Łukasz Bugajski
(lukasz.bugajski@dlastudenta.pl)