1957 m. „Sputnik 1“ davė pradžią kosmoso erai. Šiuo sovietų laimėjimu džiaugėsi ne vien jie patys – džiūgavo visas pasaulis. Niekas neabejojo, kad tai milžiniškas visos žmonijos civilizacijos žingsnis, mokslo laimėjimas, pradžia kažko nuostabaus. Vėliau sekė Jurijaus Gagarino žygdarbis, programa „Apollo“ ir pirmieji Neilo Armstrongo žingsniai Mėnulyje, šimtai karinių, mokslinių palydovų. Dar vėliau – komunikacijų, navigacijos palydovai...
Dabar kasmet į Žemės orbitą paleidžiama apie 100 įvairių palydovų. Per 55 kosmoso eros metus jų orbitoje prisikaupė tūkstančiai. Nors kelios dešimtys jų nukrito atgal, iš kur pakilo, dauguma jų tebesisuka milžinišku greičiu ir tapo paprasčiausiomis kosmoso šiukšlėmis.
Tūkstančiai gamina milijonus
Jeigu palydovų orbitoje šimtai, iš kur tas žodis milijonai? NASA, ESA (European Space Agency, Europos kosmoso agentūra) ir kitas aeronautikos organizacijas labiausiai jaudina ne palydovai (nors problemų kelia ir jie), bet daug kartų mažesnės smulkios atliekų dalelės.
Net ir kosmoso tyloje vyksta įvairių degeneracinių procesų. Palydovų dalys dyla, skyla, dūžta. NASA yra apskaičiavusi, kad šiuo metu Žemės orbitoje skrieja apie 22 tūkst. didesnių nei 10 cm skersmens kosmoso šiukšlių. Nuo 1 iki 10 cm skersmens – 500 tūkst., o mažesnių už 1 cm galėtų būti apie šimtas milijonų. Problema ta, kad šiukšles, didesnes nei 1 cm skersmens, dar įmanoma aptikti iš Žemės radarais ir optiniais teleskopais, o mažesnės visiškai nematomos, jų daugiausia, tačiau jos irgi pavojingos.
Atrodytų, ką gali padaryti mažesnė nei 1 cm skersmens šiukšlelė, bet šioje vietoje reikia prisiminti fizikos dėsnius. Net ir tokio dydžio grūdelis orbitoje skrieja neįtikėtinu greičiu – 7 km/sek. (arba 25 000 km/val.). Pamėginkite įsivaizduoti, kas liktų iš automobilio, jei jis, lėkdamas tokiu greičiu, trenktųsi į medį. Šiuo atveju objekto dydis iš principo nėra svarbus. Net ir 1 cm skersmens šiukšlelė galėtų pramušti bet kokį dabar naudojamų astronautų kostiumą, pažeisti kitas jautrias palydovų ar erdvėlaivių vietas. 5 cm skersmens palydovo atraiža, susidūrusi su palydovu, galėtų jį paprasčiausiai sunaikinti, o 10 cm skersmens šiukšlės – iš rikiuotės išvesti net Tarptautinę kosminę stotį.
Blogiausia, kad milijonai šių mažų kosmoso smiltelių nuolat susiduria viena su kita ir taip gamina dar daugiau šiukšlių. Kiekvieną mėnesį iš rikiuotės išeina vienas ar kitas palydovas, jo nebeįmanoma valdyti ir jis pasmerktas lėtam irimo procesui. Dabar visi kosmoso aparatai gaminami su tokiomis sistemomis, kurios padeda jam nežymiai pakeisti kryptį, kad galėtų išvengti susidūrimo su nuolat sekamomis didesnėmis nei 1 cm kosmoso šiukšlėmis, bet vos tik navigacinės sistemos atsisako klausyti Žemės įsakymų, jos lieka atviros kosmoso šiukšlių kanonadai. Taip kosminis sąvartynas nuolat didėja.
Kesslerio sindromas
Jeigu kosmoso šiukšlių problemos aktualumas jūsų dar neįtikino, galbūt geriau padės suprasti žiupsnelis istorijos. NASA kosminių atliekų pavojų skelbė dar 1978 metais. Tuomet buvo pradėta finansuoti speciali programa, kurios nariai turėjo įvertinti problemos mastą ir pasiūlyti galimus sprendimo būdus. Programai vadovauti buvo paskirtas gabus astrofizikas Donaldas Kessleris. Su kolega Burtonu Cour-Palais jis apskaičiavo, kad kosmoso šiukšlių kiekis ateityje didės eksponentiškai.
D. Kessleris buvo pasirinktas neatsitiktinai. Mokslininkas išgarsėjo asteroidų žiedo tyrimais. Jis įrodė, kad milžiniškas asteroidų žiedas, gaubiantis vidines Saulės sistemos planetas, susiformavo būtent taip, kaip dabar formuojasi kosmoso šiukšlės. Kadaise sklandę dideli uolienų gabalai nuolat vieni su kitais daužydavosi, kol per milijardą metų susiformavo šimtai milijonų įvairaus dydžio asteroidų. Skirtumas tik tas, kad kosmoso šiukšlių iki katastrofiško lygio padidės ne per milijardą metų, o per kelis dešimtmečius.
Iki tol NASA kaip didžiausią grėsmę savo kosminiams aparatams įvardydavo labai mažus asteroidus, kurių negali aptikti. D. Kesslerio skaičiavimu, 2000 m. aplink Žemę turėjo susiformuoti tiek kosmoso šiukšlių, kad jų keliama grėsmė jau tapo didesnė nei asteroidų keliamas pavojus. Sunku pasakyti, ar mokslininkas teisus, nes tiksliai to apskaičiuoti neįmanoma, bet jau nuo XX a. 9-ojo dešimtmečio visi JAV, Rusijos, Europos ir kitų šalių kosminiai aparatai gaminami taip, kad juos naudojant susidarytų kuo mažiau smulkių atliekų, be to, specialiais skydais apsaugomos jautriausios aparatų vietos, kad bent jau būtų galima apsisaugoti nuo mažesnių nei 1 cm skersmens skeveldrų. Kosminiai aparatai nėra pigiausi žaisliukai pasaulyje, kiekvienas papildomas gramas tik dar labiau brangina technologijas. Kadangi pinigai ant medžių dar neauga, už viską sumoka mokesčių mokėtojai.
Kosmoso šiukšlių problema buvo pavadinta Kesslerio sindromu, nes žurnalistai netruko išpopuliarinti kelias niūriausias mokslininko piešiamas prognozes. Viename interviu „The New York Times“ D. Kessleris teigė, kad labiausiai bijo didelių palydovų avarijų. Po tokių katastrofų gali susidaryti tūkstančiai naujų šiukšlių, kurios daužysis vienos į kitas ir taip didės tikimybė susidurti su kitais palydovais. Susidūrus palydovams, susidarys dar daugiau šiukšlių ir t. t. Galop tai gali sukelti grandininę reakciją ir jeigu atliekų kiekis orbitoje pasieks katastrofinį mastą, Žemė bus atskirta nuo kosmoso, nes nė vienas aparatas nesugebės prasibrauti pro susidariusį šiukšlių debesį.
Išliktų milijonus metų
Kalbėdami apie kosmosą, dažniausiai įsivaizduojame jį kaip begalinio dydžio, bet erdvė aplink Žemę, palyginti su kosmosu, labai ribota. Tiesą sakant, apie 70 proc. visų žmonijos palydovų sklendžia vadinamojoje žemutinėje orbitoje. 200–2 000 km atstumu nuo Žemės paviršiaus sukasi kariniai, navigacijos (GPS) ir telekomunikacijų palydovai. Tai populiariausia palydovų vieta, nes arčiausiai Žemės, vadinasi, juos ten iškelti kainuoja mažiausiai. Didžiausia bėda, kad būtent čia sukasi ir apie 90 proc. visų kosmoso šiukšlių.
2009 m. pasaulio aeronautikos bendruomenę šokiravo vasario 10 d. įvykusi avarija. Nebevaldomas rusų karinis komunikacijos palydovas „Kosmos 2251“ rėžėsi į komercinį amerikiečių komunikacijos palydovą „Iridium 33“. Rezultatas – abu palydovai buvo sunaikinti, o Žemės orbita pasipildė šimtais tūkstančių įvairaus dydžio šiukšlių. Skaičiuojama, kad ši avarija kosminių šiukšlių kiekį kosmose padidino apie 10 procentų. Ir tai – tik vienas įvykis.
Prie Kesslerio sindromo jau kiek anksčiau, 2007 m., visą kosmonautikos sritį pajudino kinai. Norėdami pademonstruoti savo karinę galią, jie iš Žemės paleista raketa sunaikino savo nebenaudojamą palydovą. Tai turėjo pasauliui pademonstruoti šalies karinius pajėgumus ir įgytas palydovų numušimo technologijas, jei tik to prireiktų. Rezultatas: 3–5 tūkst. nuo 1 iki 10 cm skersmens ir didesnių skeveldrų (kurias įmanoma susekti) bei dešimtys tūkstančių mažesnių.
Susidūrimai su šiukšlėmis vyksta nuolat. Internete galima rasti dešimtis oficialių nuotraukų, kuriose matyti įvairaus dydžio šiukšlių pramuštos skylės. Pavyzdžiui, JAV astronautai buvo priversti atvirame kosmose keisti teleskopo „Hubble“ apsauginius skydus, nes juos nuolat bombarduoja nematomos dalelės. Į Žemę pargabentuose skyduose aptikta šimtai smulkių susidūrimo su šiukšlėmis žymių.
Net Tarptautinė kosminė stotis kas vieną ar du mėnesius priversta nežymiai keisti judėjimo trajektoriją, nes jai grėsmę kelia didelės kosmoso šiukšlės. Sunku įsivaizduoti, kas nutiktų, jei kelios didesnės vis dėlto į ją pataikytų. Buksuojant pasaulio ekonomikai, turbūt apie kitą tokį grandiozinį kosminį projektą reikėtų svajoti ne vienus metus.
Čia šiek tiek kalta ir mūsų motušė Žemė. Tiksliau, jos gravitacinė jėga. Kuo arčiau Žemės yra kosmoso šiukšlė, tuo stipriau ją veikia Žemės trauka, kol galop šiukšlė patenka į stiprų jėgos lauką, patraukiama prie Žemės ir sudega krisdama žemyn. Tačiau trauka kosmose labai silpna. Tik arčiausiai, per 200–300 km, Žemės esančios skeveldros per kelerius metus ar dešimtmečius bus pritrauktos ir sudegs mūsų atmosferoje, o daug aukščiau esančios šiukšlės gali skrieti milijonus metų ir niekur nedingti. Bėda ta, kad šiukšlės nejuda pastoviomis trajektorijomis, jos nuolat juda Žemės link. Prie jų besikeičiančių kelių turi taikytis ir kiti kosminio eismo dalyviai. Tokioje situacijoje Kesslerio pesimistinis scenarijus – žmonija be kosmoso – ima atrodyti visai įmanomas.
Kur kiemsargiai?
O kiemsargių kaip nėra, taip nėra. Rimtai spręsti problemą trukdo teisiniai, politiniai, finansiniai ir net kariniai trukdžiai. Net ir nebeveikiantis palydovas laikomas tos šalies ar agentūros nuosavybe, tad prisiruošti vienai valstybei pradėti savavališkai surinkti tokius kosminius aparatus neįmanoma. Čia prisideda ir politiniai niuansai: jeigu, pavyzdžiui, amerikiečiai pradėtų „grobti“ rusų ar kinų palydovus, jie galėtų perimti ir jų kosmines technologijas – to šalys savininkės tikrai neleistų ir brangintų karinius palydovus.
Negalime būti tikri, kad delsimas iš peties spręsti problemą nesusijęs su kariniais dalykais. Bet kuri šalis, pademonstravusi technologijas, kad gali bet kada „sugauti“ kitą palydovą, išsiduotų, jog karo atveju turi labai stiprų ginklą. Tokie koziriai paprastai laikomi iki paskutinio momento.
Galop viskas atsiremia ir į tuos pačius ant medžių vis dar neaugančius pinigus. Surinkti santykinai didelius nebenaudojamus palydovus technologiškai įmanoma, tačiau tokių projektų kaina – kosminė, kaip ir pati problema. Nors NASA laboratorijose jau kuriami aparatai, kurie kosmose galėtų veikti daugkartiniu principu – sugauti palydovą, paleisti jį į atokią vandenyno vietą ir imtis kitos šiukšlės, jų sukūrimo dar reikės luktelėti. Net ir turtingosios JAV taupo ir nėra linkusios per daug investuoti į tokius projektus, juolab kad dėl to (neskaitant „Kosmos 2251“ ir „Iridium 33“ incidento) dar neįvyko didelių avarijų.
Šiuo metu didžiausios viltys siejamos su lazerių technologija. Kelios šalys kuria specialų lazerį, kuris galėtų pakreipti kosmoso šiukšles ir net jas išstumti iš Žemės orbitos, kad jos nudreifuotų ir pradingtų kosmoso „vandenyne“. Patogiausia tai, kad lazeris galės veikti iš Žemės. Tiesa, jam dar reikės didžiulio energijos kiekio. Nors tai suteikti už padorią kainą (palyginti su kitais projektais) įmanoma, vis dėlto jis nepadės išspręsti pagrindinės kosminio sąvartyno problemos – mažų skeveldrų. Į didesnes nei 10 cm skersmens šiukšles jis galbūt kada nors ir galės pataikyti, bet į mažesnes – greičiausiai ne.
Visuotinės kosminės akcijos „Darom“ greitu metu suorganizuoti nepavyks. Atliekų ateityje tik daugės. Kosminius skrydžius vykdančios šalys bent jau yra susitarusios kurti ir naudoti tokias technologijos, kurios užtikrintų mažiausią būsimą šiukšlių kiekį. Galbūt artimiausiu metu vienaip ar kitaip pavyks atsikratyti ir nebenaudojamų palydovų. Taip bent jau būtų sustabdytas nežabotas sąvartyno didėjimas. O rasti būdų, kaip atsikratyti ir mažųjų dalelių, reikės jau ateities kartoms. Arba susitaikyti su tuo, kad ateityje į kosmosą skris tik gerai šarvuoti zondai ir erdvėlaiviai.
Liūdniausia būtų tai, kad kai ateis laikas ir Lietuva įgyvendins ambicijas į kosmosą paleisti savo pirmąjį palydovą, šis taptų kosminės šiukšlės auka ir pats virstų tuo, nuo ko ir krito.
