«Σύνδρομο Κέσλερ» — Πώς τα τροχιακά «σκουπίδια» απειλούν με ολική καταστροφή τις δορυφορικές επικοινωνίες και τα διαστημικά προγράμματα

Για χρόνια, οι διαστημικοί επιστήμονες κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου για την αυξανόμενη συμφόρηση των αντικειμένων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη. Συγκρούσεις δορυφόρων, εκρήξεις και δοκιμές όπλων έχουν προκαλέσει δεκάδες χιλιάδες κομμάτια συντριμμιών που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη και παρακολουθούνται από ειδικούς, ενώ πιθανώς εκατομμύρια άλλα δεν είναι ορατά με τη σημερινή τεχνολογία.

Παρόλο που οι κίνδυνοι για τους αστροναύτες είναι η βασική ανησυχία, η τροχιακή συμφόρηση είναι επίσης επικίνδυνη για τους δορυφόρους και τις διαστημικές τεχνολογίες τροφοδοτούν την καθημερινή μας ζωή, όπως τα εργαλεία GPS και ορισμένες ευρυζωνικές υπηρεσίες Διαδικτύου υψηλής ταχύτητας.

«Ο αριθμός των αντικειμένων στο διάστημα που έχουμε εκτοξεύσει τα τελευταία τέσσερα χρόνια έχει αυξηθεί εκθετικά», προειδοποιεί ο Βίσνου Ρέντι, καθηγητής πλανητικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, με αποτέλεσμα «να οδεύουμε προς την κατάσταση που πάντα φοβόμαστε».

Ο Δρ. Ρέντι αναφέρεται στο υποθετικό φαινόμενο που ονομάζεται «Σύνδρομο Κέσλερ», καθώς η περιγραφή του οφείλεται στην ακαδημαϊκή εργασία του Αμερικανού αστροφυσικού Ντόναλντ Κέσλερ το 1978 και αναφέρεται σε ένα σενάριο στο οποίο τα συντρίμμια στο διάστημα πυροδοτούν μια αλυσιδωτή αντίδραση: Μια έκρηξη προκαλεί ένα τεράστιο σωρό θραυσμάτων που με τη σειρά τους συντρίβονται σε άλλα διαστημικά αντικείμενα, δημιουργώντας περισσότερα υπολείμματα. Το φαινόμενο διογκώνεται εκθετικά έως ότου η τροχιά της Γης φράσσεται εντελώς με σκουπίδια. Οι δορυφόροι πλέον δεν λειτουργούν και η εξερεύνηση του διαστήματος πρέπει να σταματήσει.

Οι ερευνητές μπορεί να διαφωνούν σχετικά με το τρέχον επίπεδο κινδύνου και πότε ακριβώς η συμφόρηση στο διάστημα μπορεί να φτάσει σε ένα σημείο χωρίς επιστροφή, όμως υπάρχει ευρεία συναίνεση για ένα πράγμα: η κυκλοφορία συντριμμιών στο διάστημα είναι ένα σοβαρό πρόβλημα που χρειάζεται επειγόντως να αντιμετωπιστεί.

Πόσο συχνά συγκρούονται αντικείμενα στο διάστημα

Από την αυγή των διαστημικών πτήσεων το 1957, έχουν σημειωθεί περισσότερες από 650 «διασπάσεις, εκρήξεις, συγκρούσεις ή ανώμαλα γεγονότα που είχαν ως αποτέλεσμα κατακερματισμό διαστημικών αντικειμένων», σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA).

Αυτά τα περιστατικά περιλαμβάνουν δορυφόρους που συγκρούστηκαν κατά λάθος μεταξύ τους, μέρη πυραύλων και διαστημόπλοια που εξερράγησαν απροσδόκητα και δοκιμές όπλων από χώρες όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες , η Ρωσία , η Ινδία και η Κίνα.

Η Ρωσία, για παράδειγμα, εκτόξευσε έναν πύραυλο σε έναν από τους δικούς της δορυφόρους ως μέρος μιας δοκιμής όπλων το 2021, δημιουργώντας περισσότερα από 1.500 ανιχνεύσιμα κομμάτια συντριμμιών.

Η τελευταία μεγάλη τυχαία σύγκρουση μεταξύ δύο διαστημικών αντικειμένων σημειώθηκε τον Φεβρουάριο του 2009 όταν ο νεκρός ρωσικός στρατιωτικός δορυφόρος Kosmos 2251 προσέκρουσε στον Iridium 33, έναν ενεργό δορυφόρο επικοινωνιών που λειτουργούσε από την εταιρεία τηλεπικοινωνιών Iridium με έδρα τις ΗΠΑ. Αυτό το γεγονός παρήγαγε ένα τεράστιο σύννεφο από σχεδόν 2.000 κομμάτια συντριμμιών που είχαν διάμετρο σχεδόν 10 εκ. και χιλιάδες ακόμη μικρότερα κομμάτια.

Παρόμοια γεγονότα σε μικρότερη κλίμακα συμβαίνουν συχνά: μόλις πριν λίγες ημέρες, στις 19 Δεκεμβρίου, ένας μετεωρολογικός δορυφόρος της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ διαλύθηκε σε τροχιά δημιουργώντας τουλάχιστον 50 νέα κομμάτια συντριμμιών, δήλωσε η LeoLabs, μια εταιρεία που παρακολουθεί αντικείμενα στο διάστημα. Ήταν το τελευταίο περιστατικό «κατακερματισμού» σε μια σειρά τεσσάρων παρόμοιων γεγονότων τους τελευταίους μήνες που δημιούργησαν περισσότερα από 300 νέα κομμάτια διαστημικών απορριμμάτων.

Τι βλέπουμε και τι δεν βλέπουμε

Για όσους διαχειρίζονται την κίνηση των δορυφόρων, η συμφόρηση στο διάστημα μπορεί να μετατραπεί σε εφιάλτη. Είναι συνηθισμένο σε ένα φορέα παρακολούθησης δορυφόρων να λαμβάνει δώδεκα ή περισσότερες ειδοποιήσεις την ημέρα για πιθανές συγκρούσεις.

Η διαδικασία παρακολούθησης αντικειμένων σε τροχιά – που ονομάζεται «διαστημική επίγνωση της κατάστασης» – περιλαμβάνει τον εντοπισμό πιθανών συγκρούσεων ή στενών προσεγγίσεων μεταξύ δύο αντικειμένων.

Όμως οι κίνδυνοι είναι πολλαπλάσιοι από αυτούς που μπορεί να εντοπίσει η διαστημική επίγνωση της κατάστασης. Κατά κύριο λόγο, ένα αντικείμενο πρέπει να είναι μεγαλύτερο από ένα μπαλάκι του τένις για να παρακολουθείται. Τα υπόλοιπα αντικείμενα είναι πολύ μικρά για να αντανακλούν το φως ή βρίσκονται σε μακρινές περιοχές της τροχιάς που είναι δύσκολο να παρατηρηθούν άμεσα.

«Ακόμη και με τους καλύτερους αισθητήρες που διαθέτουμε σήμερα, υπάρχουν όρια σε αυτό που μπορούμε να «δούμε» ή να παρακολουθήσουμε αξιόπιστα, ενώ τα μικρότερα διαστημικά σκουπίδια είναι συχνά μη ανιχνεύσιμα», σημειώνει ο Μπομπ Χολ, διευθυντής ειδικών έργων της Comspoc Corp., μιας εταιρείας λογισμικού διαστημικής κυκλοφορίας.

Εντούτοις, τα μικρά αντικείμενα μπορούν αντιπροσωπεύουν σημαντικές απειλές. Σε τροχιά, τα αντικείμενα στροβιλίζονται τόσο γρήγορα που ακόμη και ένα κομμάτι χρώματος είναι ικανό να διαπεράσει μια μεταλλική επιφάνεια. Αυτό σημαίνει ότι και το ελάχιστο κομμάτι σκουπιδιού στο διάστημα είναι βαθιά ανησυχητικό – και δυνητικά καταστροφικό.

Όσο μεγαλώνει το υψόμετρο, μεγαλώνει και ο κίνδυνος

Το πώς ακριβώς μπορεί να συμβεί μια αλυσιδωτή αντίδραση συγκρούσεων στο διάστημα δεν είναι ξεκάθαρο.

Διαφορετικά ύψη τροχιών γύρω από τη Γη έχουν τα δικά τους επίπεδα συμφόρησης και κινδύνου. Οι χαμηλότερες τροχιές από την επιφάνεια του πλανήτη μας, ύψους μέχρι περίπου 2.000 χλμ., είναι μακράν οι πιο πολυσύχναστες.

Αυτή η περιοχή φιλοξενεί δύο διαστημικούς σταθμούς, καθώς και τεράστιο αριθμό δορυφόρων που παρακολουθούν τον καιρό, παρατηρούν την παραγωγή καλλιεργειών, αναλύουν το κλίμα ή παρέχουν υπηρεσίες γρήγορου Διαδικτύου.

Αν μια αλυσιδωτή αντίδραση εκρήξεων συνέβαινε σε χαμηλή τροχιά, θα μπορούσε να απειλήσει τις ζωές των αστροναυτών, να σταματήσει τις εκτοξεύσεις πυραύλων και να οδηγήσει στην καταστροφή όλη τη δορυφορική τεχνολογία που υπάρχει εκεί.

Αν υπάρχουν καλά νέα σε αυτό το σενάριο, είναι ότι η καταστροφή δεν θα διαρκέσει για τις επόμενες γενιές: Όπως λένε οι επιστήμονες, τα αντικείμενα σε χαμηλή τροχιά θα πέσουν φυσικά πίσω στη Γη ή θα διαλυθούν στην ατμόσφαιρα μέσα σε περίπου 25 χρόνια και το πεδίο των συντριμμιών σε αυτή την απόσταση πιθανότατα δεν θα απειλούσε την πρόσβαση στο διάστημα στο μέλλον.

Όμως η εικόνα αλλάζει σε υψηλότερες τροχιές, καθώς θα χρειάζονταν δεκάδες ή εκατοντάδες χρόνια για να συρθεί φυσικά ένα κομμάτι από το διάστημα.

Έχει ήδη ξεκινήσει το Σύνδρομο Κέσλερ;

Δεδομένου ότι το Σύνδρομο Κέσλερ δεν είναι ένα στιγμιαίο γεγονός, οι επιστήμονες αναρωτιούνται αν το φαινόμενο θα μπορούσε ήδη να βρίσκεται σε εξέλιξη. Η υπόθεση εργασίας του Κέσλερ απαιτεί από τους ερευνητές να εξετάσουν αν —— οι συγκρούσεις στο διάστημα θα κλιμάκωναν τον αριθμό των αντικειμένων σε τροχιά, ακόμη κι αν σταματούσαν όλες οι εκτοξεύσεις πυραύλων. Δεν είναι καθόλου σαφές αυτή τη στιγμή αν έχει επιτευχθεί αυτό το σημείο.

Αυτό στο οποίο φαίνεται να συμφωνούν οι ειδικοί είναι ότι η κατάσταση στην τροχιά είναι προβληματική. Ο Νίλτον Ρίνο, καθηγητής κλιματικών και διαστημικών επιστημών και μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Μίτσιγκαν, παρότι δηλώνει αισιόδοξος από τη φύση του, λέει ότι η κατάσταση στην τροχιά της Γης του θυμίζει τα οικολογικά δεινά που συμβαίνουν στον πλανήτη μας: «Η αναλογία που μου αρέσει να σκέφτομαι για τα διαστημικά σκουπίδια είναι το πλαστικό στους ωκεανούς. Παλιά πιστεύαμε ότι οι ωκεανοί είναι άπειροι, και πετάγαμε σκουπίδια και πλαστικά, και τώρα συνειδητοποιούμε ότι είναι πεπερασμένοι πόροι. Προκαλούμε τεράστια ζημιά αν δεν προσέχουμε τι κάνουμε».

Πρόληψη του Συνδρόμου

Υπάρχουν δύο μεγάλα θέματα όταν μιλάμε για την πρόληψη του πολλαπλασιασμού των συντριμμιών σε τροχιά γύρω από τη Γη.

Το ένα είναι η τεχνολογία καθαρισμού: Εταιρείες και κυβερνητικές πρωτοβουλίες επιδιώκουν να αναπτύξουν τρόπους για να σύρουν τα συντρίμμια εκτός τροχιάς, όπως το Drag Augmentation Deorbiting Subsystem, ένα πρωτότυπο πανί πέδησης στο διάστημα, που αναπτύχθηκε από την ESA και την τεχνολογική εταιρεία High Performance Space Structure Systems το 2022.

Αυτή η τεχνολογία αναγκάζει έναν δορυφόρο να κατέβει πιο γρήγορα και να καεί στην ατμόσφαιρα της Γης χωρίς συντρίμμια, αναφέρει η ανακοίνωση της ESA. Όμως, αυτές οι μέθοδοι είναι πειραματικές και εξαιρετικά δαπανηρές, σημειώνει ο Ρίνο. Και δεν είναι ξεκάθαρο ποιος θα ήταν διατεθειμένος να πληρώσει για αυτά.

Το δεύτερο θέμα είναι οι ισχύοντες κανονισμοί. Οι εμπειρογνώμονες της διαστημικής πολιτικής εργάζονται εδώ και χρόνια για την υιοθέτηση νέων διεθνών κατευθυντήριων γραμμών ή εθνικών νόμων που στοχεύουν στην αποτροπή ανεύθυνων ενεργειών από διαστημικές εταιρείες ή οργανισμούς.  

Τον περασμένο Σεπτέμβριο, τα Ηνωμένα Έθνη υιοθέτησαν το Σύμφωνο για το Μέλλον. Το έγγραφο που εγκρίθηκε από τα κράτη μέλη υπογραμμίζει την πρόθεση των εθνών να «συζητήσουν τη δημιουργία νέων πλαισίων για τη διαστημική κυκλοφορία, τα διαστημικά σκουπίδια και τους διαστημικούς πόρους μέσω της Επιτροπής για τις Ειρηνικές Χρήσεις του Εξωτερικού Διαστήματος».

Η γλώσσα του κειμένου μοιάζει πολύπλοκη και οι ειδικοί της διαστημικής πολιτικής επισημαίνουν ότι τα Ηνωμένα Έθνη δεν διαθέτουν μέσα επιβολής. Ο καθηγητής Ρίνο θεωρεί ότι ίσως θα ήταν πιο πρακτικό μεμονωμένα έθνη να υιοθετήσουν νόμους για τους διαστημικούς φορείς.

Πηγή: CNN

www.ertnews.gr

Διαβάστε περισσότερα… Read More