Космічний сміття падає з неба. Ми все ще недостатньо робимо, щоб це зупинити

Час від часу шматок космічного сміття мчить крізь атмосферу і врізається в Землю. Тільки минулого місяця, впав 23-тонний шматок космічного сміття – безпечно, на щастя – в південно-центральну частину Тихого океану. Уламки стали результатом запуску китайської ракети Long March 5B 31 жовтня, сумно відомої своїми неконтрольованими поверненнями на Землю.

Можливо, ви не дуже багато чули про ці збої, але є хороші шанси, що ви дізнаєтеся в майбутньому. Оскільки космічна економіка розвивається, наші низькоорбітальні (НОО) магістралі стають переповненими. Це підвищує ймовірність зіткнень і аварійних посадок на Землю.

«Навіть незважаючи на те, що весь космічний простір може бути нескінченним, ми розміщуємо супутники в дуже специфічних регіонах», — розповідає ZDNET астродинамік Моріба Джа. «Вони стають більш перевантаженими».

також: NASA каже, що космічне сміття є однією з найбільших проблем нашого часу. Ось чому

Джа є головним науковим співробітником Privateer, нещодавно створеної компанії, яку підтримує співзасновник Apple Стів Возняк. Місія Privateer полягає в тому, щоб забезпечити кращу видимість наших космічних магістралей, де супутники проносяться один повз одного зі швидкістю 27 000 миль на годину. Компанія хоче забезпечити цю видимість за допомогою власної технології графів знань, яка дозволяє створювати візуалізації всіх супутників і сміття в космосі. Завдяки механізму обробки даних Privateer створив Wayfinder, інструмент відкритого доступу, який дозволяє іншим учасникам космічної економіки створювати візуалізації, необхідні для безпечного перебування на низькій навколоземній орбіті.

Джа також хоче переконати законодавців і громадськість у тому, що космос слід розглядати як частину нашого «довкілля» і заслуговує на ті ж міркування та повагу, що й наша земля, море та повітря. Оскільки це обмежений ресурс, космос також має охоронятися навколишнім середовищем, каже він.

Це означає, що компанії та уряди, які запускають ракети чи супутники в космос, повинні знайти відповідальні способи повернути свій знятий з експлуатації космічне сміття на Землю, а також відповідальні способи управління всім, що ще є орбіта.

Без такого управління космосом випадкове падіння космічного сміття продовжуватиме загрожувати землянам фізичною шкодою. Крім того, зіткнення в космосі можуть порушити всі аспекти повсякденного життя. Збільшується перелік послуг, включаючи комунікаційні засоби, засоби навігації та фінансові послуги, щоб назвати лише деякі з них, які покладаються на роботу супутників.

За словами Джа, дозволяючи космосу переповнюватися сміттям, ми ризикуємо втратити можливість використовувати космос на благо людства.

«Ми, люди, знаємо про людей і Землю більше завдяки роботам у небі, яких ми називаємо супутниками, ніж будь-яким іншим засобам інформації. Речі знаходяться під загрозою втрати через зростаючу кількість лайна, яке ми маємо на орбіті», — каже він.

Щоб зрозуміти масштаби проблеми, подумайте, як швидко люди запускали космічні кораблі в небо за останнє десятиліття. У 2016 році на низькій навколоземній орбіті було близько 1700 супутників, за даними Союзу стурбованих вчених. Станом на травень 2022 року їх було понад 5400. До 2030 року, за деякими оцінками, це може бути аж 57 000 супутників на орбіті.

«Країни поспішають вивести щось на орбіту, тому що це означає багато грошей і впливу», — каже Джа. «І це робиться, значною мірою, на шкоду довкіллю».

Враховуючи те, як швидко заповнюються наші орбітальні магістралі, Федеральна комісія зв’язку США нещодавно прийняла нові правила, які вимагають від супутникових операторів тримати смуги вільними від небажаного сміття. Згідно з новими правилами, оператори супутників на низькій навколоземній орбіті повинні вивести свої непрацюючі супутники протягом п'яти років виконання своїх місій.

також: FCC затверджує нове «правило 5 років» щодо космічного сміття

Міжнародне співтовариство ще не повністю сприйняло ці правила – або навіть усі законодавців у США. Проте вони є кращими в порівнянні з поточними рекомендаціями, які рекомендують видаляти космічний сміття через 25 років. Нове правило п’яти років має багато прихильників у космічній галузі, тому що вони, як і Джа, розуміють, що космос є спільним обмеженим ресурсом.

«Це справжнє всесвітнє спільне надбання – космос є, і ніхто ним не володіє», – каже ZDNET Марк Дікінсон, заступник технічного директора постачальника супутникових послуг Inmarsat. І тому всім супутниковим операторам важливо стежити за власними космічними кораблями.

«Якщо у мене поганий день, я можу створити їм проблеми, і так само, якщо у них поганий день, вони можуть створити проблему мені».

Але Джа та інші стверджують, що п’ятирічного правила недостатньо. По-перше, міжнародні регулятори повинні переконатися, що ті, хто не дотримується правил, понесуть наслідки. Дікінсон зазначив, що вже є супутники, які плавають у космосі більше 25 років після виведення з експлуатації, що перевищує поточні рекомендації.

За словами Дікінсона, з космічним сміттям слід боротися якнайшвидше, і має бути певна форма відповідальності, якщо цього не станеться.

«Якщо оператор скаже, що я зроблю «X», і цього не станеться, реальних штрафів наразі немає», – пояснив він. «Якщо хтось запускає 1000 космічних кораблів на LEO і вони успішно виводять з експлуатації 90%, але залишають 10% позаду, немає реальних правил щодо штрафу».

Крім того, додав Дікінсон, регулятори повинні вирішити складне питання про те, що робити, якщо супутникова компанія збанкрутує.

«Якщо ви не виведете з експлуатації... але ви весь час додаєте більше, усі ці сузір’я, кількість простору заповнюється», – сказав він. «І більше того, ці супутники, що вийшли з ладу, залишилися шматочками сміття. І оскільки вони пасивні, вони не можуть уникнути зіткнення».

Тим часом супутникові оператори, яким доводиться позбуватися свого космічного сміття, часто утилізують його через «неконтрольоване повернення в атмосферу» – іншими словами, дозволити йому згоріти в небі, коли він падає назад земля. Проте, як продемонструвала нещодавня катастрофа китайської ракети Long March 5B, чим більший космічний корабель, тим менша ймовірність того, що він повністю згорить. Космічні кораблі, які дійсно згоряють в атмосфері залишаючи хімічні речовини які можуть пошкодити озоновий шар Землі, кажуть дослідники.

Ось чому уряд США – через FCC а також Білий будинок – вивчає потенціал для підтримки можливостей обслуговування, складання та виробництва в космосі (ISAM). Можливості ISAM можуть включати заміну зламаної частини на супутнику, створення нової частини або дозаправку космічного корабля – і все це в космосі.

Подібно до того, як екологічно свідомі люди намагаються звести до мінімуму використання одноразового пластику, уряди повинні заборонити або намагатися звести до мінімуму використання одноразових супутників, стверджує Джа.

Відповідно до статті XI Договору про космос 1967 року, уряд несе відповідальність за дозвіл і нагляд за будь-якими об’єктами, які відправляються в космос, зазначає Джа. Таким чином, теоретично США можуть вимагати від космічних операторів зробити їхні супутники придатними для повторного використання або переробки, перш ніж вони отримають ліцензію на вихід на орбіту.

Такий політичний мандат може бути необхідним, враховуючи, що економічного стимулу для створення стійкої космічної галузі ще немає.

«Усі погоджуються, що це нова сторінка нашої галузі, яка ось-ось буде написана», — сказав Мауріціо Ванотті, віце-президент із нових ринків компанії супутникового зв’язку OneWeb, під час нещодавньої вебінар на космічну стійкість. При цьому він продовжив: «Існує два аспекти, пов’язані зі стійкістю цього бізнесу: один — бізнес-модель, а інший — технологічний підхід. Ці дві речі мають йти рука об руку».

OneWeb, який має групу з понад 600 супутників на орбіті, дотримувався «відповідального підходу» з моменту свого заснування, Ванотті продовження, створення супутників, обладнаних функціями стикування, щоб вони могли приєднатися до іншого космічного корабля у випадку певного роду невдача.

Але наразі для оператора супутникового зв’язку немає сенсу запускати спеціалізовані місії відновлення супутників. Джа погодився, що на орбіті фактично повинні бути станції переробки сміття.

Джа визнає, що існує низка перешкод, які стоять на заваді надійної кругової космічної економіки.

«Нічого з цього не може статися завтра», — сказав він. «Але справа в тому, що це те, що може стати явним, але точно не стане, якщо ми не почнемо працювати над цим прямо зараз».

Докладніше про те, як нова космічна гонка стимулюватиме інновації:

• Робот NASA нового покоління досліджуватиме космос і займатиметься вашими справами вдома
  
• Нова космічна гонка стимулюватиме інновації. Ось куди воно йде далі
  
• Кібербезпека в космосі: виклики поза цим світом попереду