Na początku tego miesiąca nieudana rosyjska sonda kosmiczna Phobos-Grunt rozbił się na ziemię, prawdopodobnie gdzieś na Oceanie Spokojnym; pomimo długich szans, miliony ludzi na całym świecie martwią się, że oznaczałoby to ich zgubę. We wrześniu ubiegłego roku pojawiły się podobne obawy o miejsce wylądowania pozostałości po upadku satelity badawczego NASA.
Ale większe niebezpieczeństwo, jak twierdzą eksperci, nie jest przypadkowym zabłąkanym przedmiotem, który ponownie wchodzi w ziemską atmosferę. To ogromna chmura orzechów, śrub, odłamków metalu, fragmentów satelitów i pustych pędników rakietowych, unosząca się niewidocznie nad naszą planetą. Po dziesięcioleciach eksploracji kosmosu jest teraz ponad 500 000 kawałków sztucznych śmieci o wielkości ponad pół cala - detrytus, który będzie krążył przez dziesięciolecia. Ta rój śmieci jest zagrożeniem dla lotów kosmicznych, satelitów komunikacyjnych i praktycznie wszystkiego innego, co chcielibyśmy robić w kosmosie.
„To tak jak zanieczyszczenie rzeki lub jeziora Erie. Jeśli jest zanieczyszczony, nie można go używać ”- mówi Paul Ceruzzi, kustosz w National Air and Space Museum. „W kosmosie są pasy orbit, które wypełniają się gruzem i naprawdę nie możesz ich użyć. Jeśli umieścisz satelitę na tym pasie, zostaniesz trafiony kilkoma śmieciami, które zniszczą satelitę. Gdyby ktoś był w kosmosie, zostałby przez niego zabity. ”
Chmura kosmicznych szczątków przywołuje olbrzymi gyre śmieci naukowców, którzy znaleźli się w centrum Pacyfiku - wystarczająco daleko, by łatwo je zignorować, a jednak zbliża się przypomnienie niezdolności ludzkości do kontrolowania jej wpływu na środowisko. I, podobnie jak oceaniczna plama śmieci, masa kosmicznych śmieci zaczęła się gromadzić, zanim ktokolwiek nawet podejrzewał jej istnienie.
Zaczęło się w najwcześniejszych dniach ery kosmicznej, mówi Nicholas L. Johnson, główny naukowiec w programie NASA Orbital Debris Program. Wbrew powszechnemu przekonaniu, tylko niewielka część śmieci kosmicznych pochodzi od astronautów po prostu pozostawiających narzędzia lub inne przedmioty, które mogą odpłynąć w kosmos. „W latach 60. i 70., gdy operatorzy skończyli ze swoimi pojazdami, czy to statkami kosmicznymi, czy rakietowymi, zwykle pozostawiali na pokładzie paliwo” - mówi. „Ten gaz pędny był głównym źródłem późniejszych eksplozji”. Gdy statek kosmiczny eksplodował - z powodu rosnącego ciśnienia w czasie lub przypadkowego zmieszania paliwa z utleniaczem - dwoma głównymi składnikami paliwa rakietowego - wysłali na orbitę ogromną liczbę drobnych fragmentów .
Niedawna sonda kosmiczna Rosji, Phobos-Grunt, niedawno upadła na ziemię. (Wikimedia Commons) 
Po dziesięcioleciach eksploracji kosmosu jest teraz ponad 500 000 sztuk sztucznych śmieci o wielkości większej niż pół cala. (Dzięki uprzejmości NASA Orbital Debris Program Office) 
We wrześniu ubiegłego roku pojawiły się obawy o to, gdzie wylądują resztki tego spadającego satelity badawczego NASA. (NASA) Chociaż NASA zidentyfikowała problem na początku lat osiemdziesiątych i była w stanie skutecznie przekonać międzynarodową społeczność kosmiczną, by „pasywowała” - usunęła resztkowe paliwo ze statku kosmicznego po jego zakończeniu - dwa ostatnie wydarzenia znacznie przyczyniły się do problemu gruzu kosmicznego. „Pierwszym wydarzeniem był test anty-satelitarny w Chinach w styczniu 2007 r.” - mówi Johnson. „To była celowa akcja - Chińczycy wysłali urządzenie, aby uderzyć starego satelitę pogodowego z bardzo dużą prędkością”. Drugim wydarzeniem, w 2009 roku, była przypadkowa kolizja między amerykańskim satelitą komunikacyjnym a opuszczonym rosyjskim satelitą. Te dwa incydenty łącznie stworzyły około 5000 skatalogowanych szczątków (obiekty większe niż cztery cale) - prawie jedną trzecią całości na orbicie.
Departament Obrony codziennie oblicza poszczególne orbity dla około 16 000 skatalogowanych fragmentów gruzu, podczas gdy biuro Johnsona używa teleskopów, radaru i programów statystycznych do śledzenia mniejszych obiektów. Większość elementów znajduje się na niskiej orbicie ziemskiej, w odległości do 1200 mil od Ziemi. Czas, przez jaki pojedynczy fragment śmieci pozostaje na orbicie, zależy między innymi od jego wysokości, między innymi: przedmioty na niższych orbitach wychwytują więcej oporu z atmosfery i szybciej schodzą w ciągu miesięcy lub lat. Obiekty na większej wysokości mogą pozostawać na orbicie przez dziesięciolecia, a nawet stulecia.
NASA jest liderem w ustanawianiu międzynarodowych zasad, które wymagają bezpiecznych planów wyszukiwania dla wszystkich wystrzelonych satelitów, ale gruz już znajdujący się na orbicie stanowi ciągły problem, mówi Greg Allen, starszy analityk z Avascent, grupy doradczej ds. Lotnictwa i kosmonautyki. „Chodzi o to, że możesz mieć mały wypadek - na przykład odłamek gruzu uderzający w satelitę - który może spowodować ogromny problem”, mówi. „Jeśli myślisz o czymkolwiek drobnym, jak uderzenie w klucz, w przestrzeni na niskiej orbicie ziemskiej, uderza cię z prędkością 17 000 mil na godzinę. To jak bardzo potężny pocisk, który uderza cię tylko z energii kinetycznej. ”W lipcu ubiegłego roku załoga Międzynarodowej Stacji Kosmicznej została zmuszona do schronienia się w kapsułach ewakuacyjnych, gdy kawałek gruzu przeszedł niebezpiecznie blisko - w odległości 1100 stóp od stacji przy 29 000 mil na godzinę.
Człowiek eksploruje kosmos od ponad 50 lat. Wiele zostawiliśmy. Nowy film 3D zabiera widzów w podróż przez tę wirującą chmurę śmieciProgram NASA Orbital Debris Program działa w celu zminimalizowania potencjalnych wypadków poprzez ich przewidywanie. „Dokonujemy oceny każdego satelity operacyjnego, patrząc zwykle w trzy dni w przyszłość, a jeśli uważamy, że jakiś inny obiekt zbliża się do jego trafienia, powiadamiamy właściciela-operatora” - mówi Johnson. „Zatem to właściciel-operator musi coś zrobić.” Mówi, że średnio jest jeden manewr unikania kolizji na tydzień.
Większy problem dotyczy tego, co stanie się z nieistniejącymi satelitami i innymi dużymi obiektami, których nie można przenieść. „Tylko około 5 procent tych dużych obiektów to operacyjny statek kosmiczny. Pozostałe 95 procent jest niekontrolowanych ”- mówi Johnson.
Te ciągłe zderzenia wytwarzają coraz więcej kawałków gruzu, co prowadzi do jeszcze większej liczby zderzeń. W rezultacie liczba obiektów na orbicie może nadal rosnąć, nawet jeśli przestaniemy produkować szczątki. W 1978 r. Naukowiec z NASA Donald J. Kessler postulował, że jeśli gęstość obiektów na orbicie niskiej Ziemi uderzy w punkt krytyczny, wywoła to taką reakcję łańcuchową. Zjawisko to jest obecnie znane jako syndrom Kesslera, a raport opublikowany przez National Academy of Sciences we wrześniu wskazuje, że być może już przekroczyliśmy granicę braku powrotu śmieci kosmicznych.
To skłoniło niektórych do rozważenia drastycznego kroku: aktywnego oczyszczenia orbity ziemskiej. Aby zrealizować ten wyczyn, zaproponowano szereg planów - od praktycznych po pozornie wytrawnych. „Istnieje klasyczna technika, w której po prostu masz pojazd, idzie w górę, spotyka się z opuszczonym przedmiotem i zaczepia się na nim, ” mówi Johnson. „Po uchwyceniu go sprowadzasz go na niższą wysokość lub w głąb atmosfery ziemskiej.” Takie podejście prawdopodobnie byłoby jednak wyjątkowo kosztowne, więc istnieje wiele bardziej innowacyjnych programów. Sugestie obejmują lasery naziemne, bezzałogowe orbitujące pojazdy do sprzątania, siatki zawieszone na nadmuchiwanych wysięgnikach kosmicznych, żele samoprzylepne, a nawet „żagle”, które można przymocować do kawałków śmieci i zwiększyć ich opór na tyle, aby je sprowadzić.
Plany te są obecnie science fiction - technologie nie są jeszcze wystarczająco zaawansowane, aby uchwycić małe kawałki śmieci poruszające się z prędkością 17 000 mil na godzinę lub więcej. Jednak przy tak dużej stawce naukowcy muszą znaleźć rozwiązanie. „Niektóre naprawdę cenne orbity - na przykład satelita pogodowy lub szpiegowska satelita - mogą być po prostu niedostępne, ponieważ są tak zatłoczone” - mówi Allen. „Przestrzeń kosmiczna jest niezwykle cenna, więc naprawdę nie chcemy jej utracić”.
