Anul spațial 2021: industria gunoaielor orbitale a luat avânt

În 2021 omenirea a marcat evenimente importante în istoria extraterestră. Bogaţii au găsit noi moduri de a fa­ce bani, războinicii au testat noi tactici, niște cercetători au cultivat ardei iuţi, niște turiști spaţiali au avut probleme cu scurgerile de la WC. SSI a reușit să evite câteva deșeuri care i-ar fi produs avarii majore, iar o companie a demonstrat magistral cum poate recupera deșeuri critice și a anunţat noi misiuni care par SF. La ce să ne așteptăm în 2022 și în anii următori?• Irina Tomșa

Deșeurile spațiale sunt de obicei materiale abandonate în urma lansării unor vehicule – cum ar fi rachetele – sau părți de nave spațiale ieșite din uz, dar pot proveni și din explozii spațiale sau de la sateliți distruși. Aceste gunoaie imense se deplasează prin orbita terestră joasă cu o viteză de peste 25.000 kilometri la oră și riscă să intre în coliziune cu navele spațiale și sateliții funcționali.

Deșeuri care ne pot bulversa viața de zi cu zi

Cele mai recente estimări spun că traseele orbitale sunt deja poluate cu peste 36.500 de gunoaie cu diametre mai mari de 10 centimetri și sute de milioane de bucăți mai mici. Conform estimărilor, Rusia a produs până în prezent cele mai multe deșeuri: aproximativ 14.500 de bucăți, dar și SUA, China, Franța și India au contribuit la înmulțirea gunoaielor din spațiu.
NASA a avertizat că și coliziunea cu un deșeu foarte mic poate provoca probleme mari unei nave spațiale. Într-un interviu pentru Europa Liberă, astronomul Adrian Șonka de la Observatorul Astronomic „Amiral Vasile Urseanu“ a explicat că există tot mai mulți sateliți care nu mai funcționează și unii proprietari nu își permit să-i aducă pe orbită împreună cu alte deșeuri mari sau să-i trimită în atmosferă, iar unele țări își distrug sateliți nefuncționali cu o rachetă trimisă de la sol. „Un satelit distrus cu o rachetă de la sol se sparge în sute de bucăți mici, care sunt mult mai periculoase decât un satelit mare. Un satelit poate fi catalogat și urmărit, dar nu poți să urmărești toate șuruburile. Pentru că sunt din ce în ce mai mulți sateliți, sunt și mai multe deșeuri.“
Coliziunea cu un deșeu poate avaria sateliți care furnizează date importante pentru viața noastră de zi cu zi, cum ar fi de exemplu localizarea GPS sau informațiile meteo. Un simplu șurub pierdut în spațiu poate sparge un hublou, iar un deșeu cât un grăunte de sare poate găuri costumul unui astronaut.
Deșeurile se pot mișca timp de mulți ani prin spațiu. O bucată dintr-o rachetă lansată în 1994 de SUA a trecut în 2021 atât de a­proape de Stația Spațială Internațională (SSI) încât aceasta și-a mo­dificat poziția. În noiembrie 2021 SSI a trebuit să evite colizi­u­nea cu rămășițele unui satelit meteorologic chinezesc distrus în 2007. În aceeași lună Rusia și-a distrus un satelit cu o rachetă de la sol, acesta s-a distrus și transformat în peste 1.500 de bu­căți mari și sute de mii de deșeuri mai mici, iar SSI a trebuit să-și modifice traseul.
„Dacă ne uităm la Elon Musk și la toate com­paniile care lansează sateliți cu sutele deodată, viitorul nu se arată foarte bun; oricât ai încerca să corectezi situația și să aduci sate­li­ții pe Pământ, în aceeași zi se mai lansează încă o sută. Niciodată colectarea n-o să poată ține pasul cu lansările“, a declarat Adrian Șonka.
În prezent există aproximativ 3.000 de sa­te­liți operaționali. Specialiștii estimează că
al­ți 46.000 vor fi lansați în următorul deceniu, în condițiile în care firmele americane conduse de Elon Musk (SpaceX) și Jeff Bezos (A­mazon) vor să creeze constelații de sateliți pen­tru internet – iar acestea sunt doar două com­panii care și-au anunțat deja planurile.

Întrebarea viitorului: „unde mergem în vacanță, pe Terra sau în afară?“

În 2021 trei dintre cei mai bogați oameni ai Terrei au pus bazele turismului spațial: Richard Branson (Virgin Galactic), Jeff Bezos (Blue Origin) și Elon Musk (SpaceX). Succe­sul expedițiilor plătite cu bani grei de călători i-a determinat pe fondatori să-și facă pla­nuri mari pentru lunile și anii care urmează. Blue Origin și Virgin Galactic vor o­pera curse sub­orbitale pentru a oferi clienților câteva momente de imponderabilitate și o imagine unică a Pământului, iar Blue O­rigin pregătește o rachetă mai mare care să transporte pasageri și bunuri până pe orbită și dincolo de ea. Pe termen ceva mai lung, Jeff Bezos vrea să mute fabricile și industriile poluante în spațiu, pentru a proteja mediul terestru.
În scurt timp Stația Spațială Internațională va deveni un obiectiv turistic. Doi pasageri din capsula Crew Dragon (SpaceX) au vizitat-o în 2021, iar compania lui Musk vrea ca printr-un parteneriat cu Axiom Space să trimită acolo o navă cu alți turiști.
Elon Musk mai are o dorință: să ducă oameni pe Lună și pe Marte cu viitoarea navă de ultimă generație, numită Starship. Proiectul de colonizare a celor două corpuri cerești este cel mai ambițios din istorie și necesită o logistică imensă, însă deocamdată nu se lucrează decât la proiectarea vehiculului. Cu toate acestea, NASA a semnat cu compania lui Musk pentru utilizarea navei Starship la transportarea astronauților pe Lună începând chiar din 2025.
Poate că nava nu va duce coloniști pe alte astre, dar are pentru ce să vândă bilete. Când a prezentat prima oară Starship (BFR, cum se numea atunci), Musk a avansat și ideea că nava ar putea fi lansată dintr-un punct și aterizată pe partea opusă a Pământului, oferind astfel călătorii ultrarapide de lux, în care pasagerii să experimenteze imponderabilitatea și să vadă Terra cum cei mai mulți pământeni n-o vor vedea niciodată.

Rusia nu a zis „atenție, se trage!“, ci „atenție, se filmează!“

Ambițiile Rusiei n-au legătură cu turismul. Dacă vor vrea să călătorească în spațiu, magnații ruși vor trebui să cumpere bilete de la americani și să se roage în timpul zborului ca nava să nu fie lovită de vreun deșeu sau chiar un proiectil provenit din țara lor.
Pe 15 noiembrie 2021 Rusia a făcut un test cu o rachetă lansată de la sol care lovit Kosmos-1408, un satelit de spionaj rusesc devenit inactiv. Impactul l-a spulberat în peste 1.500 de bucăți, despre care U.S. Space Command a spus că „pot genera sute de mii de deșeuri orbitale mai mici“.
Noua armă se numește PL-19 Nudol și poate opera ca sis­tem de rachete antibalistice în orbita terestră înaltă, dar poate fi și lansată în spațiu pentru a lovi sateliți din or­bita joasă. Kosmos-1408 era un satelit foarte mare, iar or­bita lui – acum a rămășițelor sale – se află la numai 96 de kilometri deasupra Stației Spațiale Internaționale și cam la aceeași distanță sub mai multe constelații comerci­a­le cum ar fi cele ale flotei Starlink de la SpaceX. Nu doar per­sonalul acestora este pus în pericol, ci și cel de la bordul stației spațiale chineze Tiangong. Și cum spuneam, de­șeurile orbitează în spațiu foarte mult timp. Potrivit foreignpolicy.com, „deosebit de alarmant“ a fost faptul că nu a existat nici un anunț al Kremlinului despre acest test înainte de producerea impactului.
Probabil ca să abată atenția opiniei publice, în 2021 Rusia a vrut să intre în istorie cu prima echipă de filmare trimisă în spațiu. Cineaștii au petrecut 12 zile înregistrând scene pentru filmul „Vyzov“.

Ce se întâmplă cu deșeurile spațiale

Gunoaiele care orbitează la mai puțin de 600 kilometri distanță vor cădea pe Pământ după câțiva ani, dar cele aflate la peste 1.000 kilometri vor continua să se deplaseze pe orbită cel puțin 100 de ani.
Adrian Șonka a explicat: „sateliții pot fi montați pe o orbită de parcare. Mai este posibilitatea să îi aducem în atmosferă; oamenii care țin la ecologia spațială dotează satelitul cu destul combustibil încât la sfârșitul vieții sale să fie adus în atmosferă și să ardă. Se preferă uneori să facem deșeuri în oceane“.
Prima încercare de recuperare a deșeurilor spațiale încheiată cu succes a avut loc în 2018. În 2020 Agenția Spațială Europeană (European Space Agency – ESA) s-a angajat să curețe orbita de deșeuri printr-un parteneriat cu start-upul elvețian ClearSpace, a cărui misiune va începe în 2025.
Compania privată niponă Astroscale a arătat ce poate pe 22 martie 2021, când a lansat cu o rachetă Soyuz de pe cosmodromul Baikonur din Kazakhstan o mică navă de recuperare a deșeurilor numită ELSA-d (End-of-Life Services by Astroscale Demonstration). ELSA-d a eliberat un deșeu de test cu greutatea de 17 kilograme și apoi l-a captat cu ajutorul unui dispozitiv magnetic, i-a introdus un soft special și a revenit pe Pământ. În următoarea etapă softul va impune deșeului o traiectorie de prăbușire, iar nava va trebui să se deplaseze odată cu el. În a treia etapă va simula o misiune reală, în care gunoiul va fi trimis la mare depărtare, iar ELSA-d va trebui să-l găsească.

Servicii care par SF, dar există și funcționează

Site-ul Astroscale prezintă cele trei mari categorii de servicii oferite: reabilitarea sateliților pentru a le prelungi durata de funcționare, pregătirea noilor sateliți pentru a putea fi scoși de pe orbită după ce nu mai sunt funcționali și îndepărtarea deșeurilor spațiale existente.
Acest din urmă serviciu se numește Active Debris Removal (ADR) și specialiștii Astroscale programează computerizat modul în care sistemul de intervenție („servicer“) interacționează cu obiectivul („clientul“). Prin încheierea cu succes a primei operațiuni ELSA-d, compania a arătat cum poate executa decuplarea și recuplarea unui servicer de client pentru a introduce un soft de captare în vederea eliminării.
În descrierea serviciilor ADR, site-ul companiei precizează: „scoa­terea clienților care se află în prezent pe orbită presupune o pre­gătire semnificativă din perspectivă tehnică și legislativă, în­trucât aceste obiecte nu au fost gândite pentru astfel de servicii înainte de lansare și sunt în posesia guvernelor. Cooperând cu agenții spațiale naționale și organizații internaționale, Astroscale dezvoltă misiuni care încorporează soluții inovatoare de cap­turare și eliminare a deșeurilor critice pentru mediu cum ar fi păr­țile superioare ale rachetelor și sateliții defecți rămași pe orbită“.
JAXA a încheiat un parteneriat cu Astroscale pentru un proiect complex și ambițios de observare, analizare și eventual eliminare a corpului unei rachete japoneze. În faza I compania va cons­trui, lansa și opera un satelit care va analiza obiectivul pentru a înțelege mediul specific al deșeului spațial. Această primă fază va fi lansată până în aprilie 2023. Pe canalul de YouTube al Astroscale pu­teți viziona filmul ADRAS-J ConOps – Phase I, care prezintă tra­iectoriile și manevrele necesare pentru studierea rachetei JAXA-H2-A, absolut spectaculos, la fel și filmul operațiunii ELSA-d din martie 2021, care a reprezentat doar prima etapă a unui proiect mai amplu, iar etapele 2 și 3 se anunță și mai spectaculoase.