Idealią naktį, kai dangus giedras ir be šviesos taršos, savo akimis galime pamatyti tūkstančius ryškių žvaigždžių, meteorų lietų ir net Paukščių Taką. Netgi galime įžiūrėti vieną ar du neveikiančius palydovus – tik mažą dalelę iš daugybės kosminių šiukšlių, kurios teršia Žemės orbitą.

 

Šiukšlės, skriejančios virš mūsų3d,Illustration,Of,The,Problem,Of,Pollution,Of,The,Earth's

 

Žmogaus sukurtos orbitinės nuolaužos ir poreikis jas stebėti atsirado dar XX amžiuje. Šiandien tūkstančiai objektų yra kataloguojami ir nuolat sekami, tačiau milijonai pernelyg mažų fragmentų lieka nepastebėti. Dėl to, pasak mokslininkų, kyla rimtų klausimų apie kosmoso veiklos tvarumą ir saugumą.

 

Kosminės šiukšlės – tai bet kokie žmogaus sukurti objektai orbitoje, kurie nebeatlieka jokios naudingos funkcijos. Dažniausiai jos susidaro pasibaigus kosminių aparatų eksploatacijai. Šiai kategorijai priskiriami įvairūs objektai: nuo senų erdvėlaivių ir juos iškėlusių raketų pakopų iki mikrošiukšlių, pavyzdžiui, dažų dalelių.

 

Šiuo metu apie 25 tūkst. objektų yra pakankamai dideli, kad juos būtų galima sekti ir įtraukti į katalogus. Tačiau įskaičiavus smulkesnes daleles – objektyvų dangtelius, atšokusią izoliaciją, fragmentus ir skeveldras, susidariusias per susidūrimus ar sprogimus – bendras šiukšlių skaičius išauga iki milijonų. Atsižvelgiant į itin didelius orbitinius greičius, beveik kiekviena nuolauža gali kelti pavojų veikiančioms kosminėms sistemoms. Didėjantis kosminės veiklos mastas, augantis dalyvių skaičius ir radiacijos poveikis dar labiau didina riziką, susijusią su saugia ir tvaria prieiga prie kosmoso.

 

Orbitinių nuolaužų katalogas

 

1957 m., paleidus „Sputnik 1“, atsirado pirmosios žmogaus sukurtos orbitinės nuolaužos. Viena jų buvo raketos pakopa, iškėlusi palydovą, kita – pats palydovas. Iškart tapo akivaizdu, kad būtina sistemingai stebėti kosmose esančius objektus. Tai paskatino JAV oro pajėgas sukurti „Project Space Track“ – sistemą, skirtą žymėti ir sekti tiek užsienio, tiek JAV paleistus dirbtinius kosminius objektus.

 

Akademinis interesas ir žvalgybiniai poreikiai toliau skatino JAV gilinti žinias apie šią naują sritį. Buvo sukurtas ankstyvojo perspėjimo radarų tinklas, skirtas aptikti galimai artėjančias branduolines raketas. Ši sistema leido kariuomenei atskirti orbitoje esančius, grėsmės nekeliančius objektus nuo suborbitinių balistinių raketų, kurios galėjo kelti pavojų. Iš surinktų duomenų buvo sudarytas katalogas, padėjęs prognozuoti palydovų judėjimą virš radarų stočių.

 

S7-ajame dešimtmetyje kosminė veikla dar labiau išaugo – daugėjo paleidimų, buvo vykdomi priešpalydoviniai bandymai, sproginėjo seni erdvėlaiviai. Visa tai reikšmingai prisidėjo prie orbitinių nuolaužų gausėjimo. Tuo metu pradėtos papildomos iniciatyvos sekti į orbitą iškeltus ir joje likusius objektus. Vienas tokių projektų buvo Kosminių objektų katalogas, išplėtojęs „Project Space Track“ pagrindus.

 

Šios duomenų bazės įrašų skaičius beveik patrigubėjo 1961 m. birželio 29 d., kai sprogo „Thor-Ablestar“ raketos viršutinė pakopa. Tai buvo pirmasis užfiksuotas palydovo tipo subyrėjimas, sukūręs daugiau nei 200 kataloguotų fragmentų. Vėlesniais metais kataloguotų kosminių nuolaužų skaičius nuolat augo, kaip ir mažesnių, pernelyg smulkių, kad būtų galima patikimai sekti, dalelių kiekis.

 

Kosminių šiukšlių augimas

 

1978 m. NASA mokslininkai Donaldas J. Kessleris ir Burtonas G. Couras-Palaisas paskelbė svarbų straipsnį, kuriame aprašė vadinamąjį Kesslerio sindromą – būseną, kai orbitinių nuolaužų populiacija pradeda augti savaime dėl tarpusavio susidūrimų, nepriklausomai nuo naujų paleidimų. Šis darbas, kartu su didėjančiu kosminės veiklos mastu, dar labiau atkreipė dėmesį į kosminių šiukšlių problemą.

 

8-ojo dešimtmečio pabaigoje ir 9-ajame dešimtmetyje, augant su nuolaužomis susijusių incidentų skaičiui, buvo kuriamos specialios stebėsenos ir analizės programos. 1979 m. NASA įsteigė Orbitinių nuolaužų programos biurą, netrukus po plačiai nuskambėjusių palydovo „Kosmos 954“ (1977 m.) ir kosminės stoties „Skylab“ (1979 m.) sugrįžimų į Žemės atmosferą. 9-ajame dešimtmetyje, nepaisant svyruojančio, bet ilgainiui mažėjusio incidentų skaičiaus, buvo įkurta JAV Karinių oro pajėgų kosminių šiukšlių tyrimų programa. Ji atsirado po kelių „Delta“ raketų fragmentacijos atvejų ir JAV vykdytų bandymų. Nuo XX a. 10-ojo dešimtmečio pabaigos įkurtas Orbitinių ir grįžtamųjų nuolaužų tyrimų centras viešai skelbia grįžimo į atmosferą prognozes. Jo duomenų bazėje registruojami erdvėlaiviai ir kiti objektai, kurie nuo 2000 m. sugrįžo į Žemės atmosferą.

 

Istoriškai didžiausią kosminių šiukšlių populiacijos dalį sudaro fragmentai, atsiradę dėl sprogimų ir susidūrimų orbitoje. Vieni didžiausių pavienių tokių įvykių buvo priešpalydovinių ginklų bandymai. Manoma, kad milijonai pavojingų, tačiau nesekamų dalelių yra būtent sprogstamųjų skilimų ar bandymų pasekmė. Pavyzdžiui, 1986 m. suskilus „Ariane 1“ raketai buvo užfiksuota beveik 500 sekamų fragmentų, o 1996 m. subyrėjus „Pegasus/HAPS“ raketai – daugiau nei 750. Modeliai rodo, kad kiekvienam sekamam fragmentui gali tekti nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų nesekamų dalelių. Kuo fragmentai mažesni, tuo jų skaičius didesnis.

 

Kosmoso taršos pavojai

 

Praėjusį vasarį „SpaceX“ raketos gedimas nušvietė dangų virš Vakarų Europos, tačiau nebuvo aišku, ar į atmosferą patekusios nuolaužos teršia mūsų aplinką. Dabar mokslininkai nekontroliuojamą raketos sugrįžimą sieja su ličio debesiu, užfiksuotu mažesniame nei 100 km aukštyje virš Žemės. Tai pirmas atvejis, kai nustatytas tiesioginis ryšys tarp konkrečios į Žemę nukritusios kosminės nuolaužos ir padidėjusio taršos lygio atmosferoje.

 

Tyrėjai įspėja, kad planuojant per artimiausius metus paleisti milijoną palydovų, tokia tarša gali būti tik ledkalnio viršūnė. Kosminių šiukšlių poveikį mokslininkai tyrė jau anksčiau, tačiau situacija sulaukė ypatingo dėmesio, kai skrydžio metu sugedo „Falcon 9“ raketa. 2025 m. vasario 19 d., įskriejusi į Žemės atmosferą, ji subyrėjo į ugnies kamuolius virš Airijos, Anglijos ir Vokietijos, o dalis nuolaužų nukrito į Žemę. Komornikuose, Lenkijoje, vienas gyventojas rado maždaug 1,5 m ilgio ir 1 m pločio fragmentą, paskatinusį mokslininkus imtis išsamesnio tyrimo.

 

Tyrėjų komanda nukreipė lazerį į atmosferą ir aptiko metalo atomų, išsiskyrusių iš raketos korpuso, pagaminto iš aliuminio ir ličio lydinio. Bendradarbiaudami su Lidso universiteto profesoriumi Johnu Plane’u, jie nustatė, kad maždaug 100 km aukštyje ličio koncentracija buvo padidėjusi dešimt kartų. Natūraliai atmosfera kasdien gauna apie 50–80 g ličio iš mažų meteorų, o viena „Falcon 9“ raketa turi apie 30 kg ličio.

 

Didžiausią susirūpinimą kelia aliuminis ir jo oksidai, galintys sąveikauti su ozono sluoksniu. Ilgalaikės tokios taršos pasekmės atmosferos sudėčiai kol kas nežinomos, tačiau jos vargu ar būtų palankios. Tarša gali paveikti aerozolių savybes ir jų gebėjimą reguliuoti klimatą bei temperatūrą. Mokslininkai situaciją lygina su chlorfluorangliavandeniliais, kurie XX a. pažeidė ozono sluoksnį ir vėliau buvo uždrausti. Ankstesni tyrimai rodo, kad apie 10 % atmosferos aerozolių jau yra užteršti kosminės kilmės dalelėmis.

 

„SpaceX“ šiuo metu yra viena pirmaujančių pasaulio raketų paleidimo bendrovių. Ji vykdo pilotuojamas misijas ir prižiūri apie 10 tūkst. „Starlink“ interneto palydovų. Neseniai E. Muskas pateikė paraišką paleisti milijoną papildomų palydovų, skirtų dirbtinio intelekto duomenų centrų veiklai kosmose palaikyti.

 

Mokslininkai įspėja, kad plečiant žmonių veiklą už Žemės ribų, didės ir į atmosferą sugrįžtančių šiukšlių kiekis, o kartu – ir tarša. Kai kurie ekspertai ragina griežčiau taikyti galiojančius kosmoso susitarimus arba įvesti detalesnį kosminių šiukšlių reglamentavimą.

 

Autorė Monika Budnikienė