Śmieci stają się dla nas coraz większym problemem. Zgodnie z danymi ze strony The World Counts każdego roku przybywa grubo ponad 2 mld ton odpadów. Jest to ilość, którą można by 24 razy otoczyć całą naszą planetę. Składujemy je nie tylko na wysypiskach. Ich duża część trafia do mórz i oceanów stanowiąc zagrożenie dla tamtejszej fauny i flory. Ziemia jest zaśmiecona, a jakby tego było mało, równie źle zaczyna wyglądać otaczająca ją przestrzeń.

W kosmosie dryfują nieużywane już przez nas satelity czy fragmenty wysyłanych w przestrzeń kosmiczną rakiet. Według naukowców aż ponad 9 tys. ton podobnych odpadów krąży już po orbicie Ziemi. Stwarzają m.in. zagrożenie dla startujących pojazdów i Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Ale nie koniec na tym! Kosmiczne śmieci wpływają także na poziom jasności nocnego nieba widzianego z różnych zakątków Ziemi. Zwiększają go w większym stopniu, niż ktokolwiek był w stanie przewidzieć.

Zagrożenie dla rakiet, problem dla astronomów

Według naukowców kosmiczne śmieci zwiększają poziom jasności nocnego nieba o około 10 proc. - Naszym głównym celem było oszacowanie potencjalnego wpływu źródeł zewnętrznych na jasność nocnego nieba. Myśleliśmy, że jeśli nawet taki wzrost się pojawi, będzie marginalny, ale już nasze pierwsze szacunki były wyjątkowo zaskakujące – mówi cytowany w informacji prasowej Miroslav Kocifaj ze Słowackiej Akademii Nauk, który kierował badaniami.

Według naukowców satelity i kosmiczne odpady rozpraszają docierające do nich światło słoneczne. Wytwarzają w ten sposób jasne smugi, które trudno odróżnić od zjawisk interesujących naukowców. Z tego względu badania astronomiczne w rejonach tzw. zanieczyszczenia świetlnego stają się znacznie trudniejsze, a czasami wręcz niemożliwe do przeprowadzenia.

Nie tylko śmieci, ale i megakonstelacje satelitów

Zwiększoną jasność nieba łatwo zobaczyć gołym okiem, ale może ona mieć także wpływ na odczyty z zaawansowanych urządzeń i teleskopów o wysokiej rozdzielczości, co będzie zafałszowywać wyniki przeprowadzanych badań. - Sztuczne światło na nocnym niebie jest widoczne z różnych, dużych powierzchni naszej planety. Astronomowie budują obserwatoria z daleka od ośrodków miejskich, aby badać ciemne niebo, ale ta forma zanieczyszczenia ma o wiele większy geograficzny zasięg – mówi współautor badania John Barentine z Dark-Sky Association.

Niestety zanieczyszczenia świetlne nocnego nieba będą się jedynie zwiększać. Powodem są także wprowadzane na orbitę Ziemi megakonstelacje satelitarne. Mają one zapewniać szybki dostęp do internetu w miejscach, w których do tej pory nie było to możliwe. Na wysokości ok. 550 km jest już ok. 1,2 tys. satelitów z konstelacji Starlink, stworzonej przez należącą do Elona Muska firmę SpaceX. Zgodnie z informacjami zawartymi w artykule Business Insider docelowo ma ich być 42 tys. Nad kolejnymi megakonstelacjami satelitów pracują również inne korporacje.

Nowy pomysł na zbieranie kosmicznych śmieci

W przyszłości do łapania kosmicznych odpadków posłuży opracowywany na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej ogromny chwytak, który projektuje szwajcarski start-up Clear Space. Centrum Badań Kosmicznych PAN współpracuje przy tym niezwykłym projekcie.

- Założenie jest proste: umieszczony na satelicie chwytak ma złapać wytypowany kosmicznych odpadek, po czym sprowadzić go na niską orbitę i doprowadzić do spalenia nieużywanego satelity lub części rakiety w ziemskiej atmosferze - wyjaśnia Jędrzej Baran, kierownik projektu.

W tej chwili w Centrum Badań Kosmicznych PAN trwają eksperymenty w symulowanej mikrograwitacji. Model satelity z chwytakiem został umieszczony na stole granitowym umożliwiającym testy z wykorzystaniem łożysk powietrznych, czyli swego rodzaju poduszki powietrznej pozwalającej badanemu obiektowi poruszać się w płaszczyźnie bez tarcia, co z kolei umożliwia wierne oddanie warunków nieważkości panujących podczas manewrów orbitalnych. Należący do CBK PAN stół granitowy jest jednym z niewielu tego typu urządzeń w Europie.

Analiza zebranych podczas eksperymentu danych pozwoli na wykrycie ewentualnych błędów i udzielenie inżynierom z Clear Space wsparcia na poziomie projektowania docelowego systemu.

- Chwytak kosmicznej śmieciarki ma składać się z czterech trzymetrowych ramion. Każde z ramion ma trzy przeguby, co umożliwia sprawne manewrowanie i daje większą możliwość schwytania pędzącego po orbicie obiektu. Zaletą tego rozwiązania jest mniejsza niż w przypadku manipulatora czy harpuna wymagana precyzja – ponieważ obejmujemy cały chwytany obiekt, nie musimy dokładnie estymować jego orientacji. Chwytak ma być zamontowany na 120 kg satelicie. Pierwsze kosmiczne testy, polegające na złapaniu adaptera luku rakiety Vespa, który od 2013 roku krąży po ziemskiej orbicie, zaplanowane są na 2025 rok - mówi Jędrzej Baran.

Clear Space1, bo taką nazwę nadano misji, ma być satelitą kamikadze. Po schwytaniu niebezpiecznego śmiecia i sprawdzeniu go do atmosfery, nie powróci na orbitę łapać kolejne odpadki, ale spłonie w atmosferze wraz z przechwyconym ładunkiem

Źródła: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, CBK.