S čoraz častejšími letmi do vesmíru vzniká potreba zaoberať sa odpadom, ktorý v tomto priestore človek zanecháva. O slovenskej iniciatíve Space scAvengers a jej prístupe k riešeniu narastajúceho problému vesmírneho odpadu, ale aj servisu na obežných dráhach Zeme, sme sa rozprávali s generálnym riaditeľom spoločnosti Tomášom Balogom.
Prečo je dôležité zaoberať sa vesmírnym odpadom?
Riešenie tejto problematiky je dôležité pre udržanie funkčnosti našej vesmírnej infraštruktúry a ochranu našej planéty. Satelity a vesmírne misie sú kritické pre telekomunikáciu, meteorológiu, navigáciu, vedecký výskum a mnoho ďalších oblastí. Kolízie s vesmírnym odpadom by mohli ohroziť tieto kľúčové funkcie.
Aké hrozby predstavuje vo vesmíre a na Zemi?
Vo vesmíre ide o hrozbu pre aktívne vesmírne objekty, ako sú komunikačné satelity a vesmírne lode. Kolízie môžu spôsobiť ich poškodenie alebo zničenie, čo by mohlo mať kritické dôsledky pre našu spoločnosť a hospodárstvo.
Na Zemi môže vesmírny odpad predstavovať hrozbu, ak veľké kusy dopadnú na povrch. Ide o zriedkavú udalosť, ale aj menšie fragmenty môžu spôsobiť škody na majetku a predstavujú aj nenulové riziko pre ľudské životy.
Čo znamená v súčasnosti pre funkčné satelity?
Tieto satelity musia pravidelne vykonávať manévre na vyhnutie sa kolíziám s vesmírnym odpadom. Vtedy vynaložia dodatočnú energiu a palivo, čo zvyšuje náklady na ich prevádzku.
Na druhej strane kolízie s vesmírnym odpadom môžu vážne poškodiť satelity a prerušiť ich prevádzku. To môže mať aj ekonomické následky v dôsledku výpadkov satelitných služieb. Príkladom je incident z roku 2009, keď došlo ku kolízii medzi komunikačným satelitom Iridium a nefunkčným ruským satelitom Kosmos. Táto kolízia viedla k vytvoreniu tisícov nových fragmentov vesmírneho odpadu, čo predstavuje riziko pre ďalšie vesmírne aktivity.
Ako odpad v blízkom okolí Zeme vzniká a z čoho sa skladá?
Ide o rôzne typy objektov a fragmentov. Hlavné zdroje sú opustené satelity, horné stupne rakiet, oddelené časti vesmírnych lodí a fragmenty vzniknuté počas kolízií či prirodzeného rozpadu materiálu. Tento odpad môže mať rôzne veľkosti, od malých čiastočiek až po veľké súčasti či celé nefunkčné satelity.
Kto je zaň zodpovedný? Aké regulácie a legislatíva sa týkajú tejto oblasti?
Zodpovednosť za vesmírny odpad nesú vlády, vesmírne agentúry a medzinárodné spoločenstvo. Krajiny vypúšťajúce satelity a lode do vesmíru musia monitorovať a kontrolovať objekty a minimalizovať vytváranie vesmírneho odpadu. Vesmírne agentúry musia riadiť svoje misie a bezpečne odstraňovať vesmírne lode a satelity po skončení ich životnosti. Kozmická zmluva (Outer Space Treaty) ukladá zodpovednosť za vesmírny odpad krajinám, ktoré ho vytvárajú.
Úrad OSN pre vesmírne záležitosti (United Nations Office for Outer Space Affairs, UNOOSA) vypracoval smernice a najlepšie postupy pre zníženie vesmírneho odpadu. Tieto smernice odporúčajú opatrenia na minimalizovanie tvorby odpadu a bezpečné odstránenie vesmírnych lodí a satelitov z obežnej dráhy po skončení ich misií.
Ako vedci získavajú informácie o týchto objektoch?
Informácie o vesmírnom odpade sú nevyhnutné pre monitorovanie a riadenie bezpečnosti v kozme. Ich získavanie prebieha rôznymi spôsobmi. Na Zemi sa nachádzajú observatóriá a radary, ktoré sú vybavené pokročilými senzormi a optickými teleskopmi. Takto sledujú jeho polohu, trajektóriu a pohyb. Potom je tu napríklad družica ADLER-2 na obežnej dráhe vybavená senzormi na sledovanie vesmírneho odpadu.
Pripomeňme aj šírenie meraní na medzinárodnej úrovni. Rôzne krajiny a organizácie sprístupňujú svoje pozorovania a údaje o vesmírnom odpade, čo umožňuje lepšiu evidenciu a monitorovanie týchto objektov a identifikáciu rizikových situácií.
Čo je príčinou ich nárastu?
S nárastom záujmu o vesmírny výskum a komerčnú vesmírnu činnosť sa na obežných dráhach Zeme objavuje čoraz viac satelitov a vesmírnych vozidiel, čo zvyšuje počet vesmírnych objektov, aj tých, ktoré sa nechcene stanú nefunkčnými. Kolízie a prirodzené opotrebovanie či chybovosť zariadení môžu tieto objekty rozbiť na tisíce kúskov.
Žiaľ, máme aj niektoré krajiny a organizácie, ktoré nemusia alebo nechcú dodržiavať ani tie základné regulácie.
A v neposlednom rade je tu skutočnosť, že vesmírne objekty majú tendenciu zostávať na obežných dráhach Zeme dlhšiu dobu, čo zvyšuje možnosti ich kolízií alebo vplyvov na vesmírne operácie.
Mgr. Tomáš Balog, PhD., je generálnym riaditeľom spoločnosti Space scAvengers. Spolu s množstvom skúseností v oblasti projektového riadenia a vedenia tímu prináša aj skúsenosti z odvetví, ako sú fyzika, dátová veda a financie. Je odborníkom na plánovanie projektov, návrh architektúry systémov a vývoj technológií. Bol tiež súčasťou štúdií zameraných na vákuovú fyziku, časticovú fyziku a plazmovú fyziku.
Čo opisuje tzv. Kesslerov syndróm?
Kesslerov syndróm je teoretický scenár, ktorý bol prvýkrát navrhnutý v 70. rokoch Donaldom J. Kesslerom, bývalým vedcom NASA. Tento syndróm opisuje situáciu, kde je vesmírny odpad taký hustý, že dochádza k častým kolíziám medzi objektmi vo vesmíre. Tieto kolízie by boli také časté a frekventované, že by vytvorili reťazovú reakciu. To vedie k ďalším kolíziám a tvorbe ešte väčšieho množstva vesmírneho odpadu. Tento syndróm by mohol spôsobiť, že niektoré obežné dráhy by sa stali nepoužiteľnými a výrazne by obmedzili vesmírne aktivity. V tom najhoršom možnom scenári by sa všetky orbity Zeme mohli stať nepoužiteľnými a ľudstvo by takto samo seba na dlhé storočia až tisícročia uzamklo na tejto planéte bez technologických možností, aké nám satelity či výskum vesmíru poskytujú.
Aké sú možné prístupy k riešeniu problému vesmírneho odpadu?
Je ich niekoľko. Jedným z nich je prevencia, čo znamená minimalizovanie tvorby nového odpadu pri návrhu a prevádzke vesmírnych objektov. Ďalším prístupom je sledovanie a identifikácia existujúceho vesmírneho odpadu a vykonávanie manévrov na vyhnutie sa kolíziám. Tretím prístupom je aktívne odstraňovanie vesmírneho odpadu z obežných dráh, prípadne jeho presun na takú orbitu, kde nebude predstavovať riziko.
Ktoré plánované misie sa zaoberajú jeho aktívnym odstraňovaním a aké metódy používajú?
Aktívne odstraňovanie vesmírneho odpadu sa stáva jednou z priorít pre viaceré krajiny a organizácie. Niekoľko plánovaných misií sa zaoberá touto problematikou a vyvíja rôzne riešenia. Základný prístup je zachytenie pomocou robotických rúk. Táto metóda zahŕňa použitie špeciálnych robotických manipulátorov, ktoré sú schopné zachytiť cieľový objekt a presunúť ho do bezpečnejšej obežnej dráhy.
Potom je tu použitie siete či lapača, ktoré sa rozprestrú okolo cieľového vesmírneho objektu a zabezpečia jeho zachytenie. Osobitný spôsob je použitie harpúny, ktorá je navrhnutá na zachytenie vesmírneho odpadu prostredníctvom mechanického zachytenia, podobne ako u rybárov.
Príkladmi firiem v oblasti aktívneho odstraňovania vesmírneho odpadu sú Clear Space a Astroscale. A potom sme tu aj my, Space scAvengers, ktorí sa snažíme vyvinúť technológiu na báze tzv. multiagentového prístupu.
Akým rizikám tieto misie čelia a s akými výzvami sa pri tom stretávajú?
Misie na aktívne odstraňovanie vesmírneho odpadu v sebe ponesú niekoľko rizík, ako sú neúspešné pokusy o zachytenie a potenciálne kolízie s existujúcimi vesmírnymi objektmi. Výzvami sú technická presnosť a spoľahlivosť systémov, presná identifikácia cieľového objektu a riadenie robota na zachytenie.
Za rozhovor ďakuje redakcia Quarku
