Kosmiczne Śmieci.pdf

Kosmiczne

æmieci

Nicholas L. Johnson

cztku ery kosmicznej, ra-

kiety wynios¸y na orbity wo-

k¸ziemskie ponad 20 tys. t rýnych

materia¸w. Obecnie pozostaje tam jesz-

cze oko¸o 4500 t w postaci prawie 10 tys.

okrýajcych Ziemi« obiektw, z kt-

rych tylko 5% to nadal funkcjonujce

sztuczne satelity i statki kosmiczne.

Obiektw takich jest wi«cej, lecz re-

jestruje si« tylko wystarczajco duýe, by

mog¸y je æledzi wojskowe radary oraz

teleskopy. Przedmiotem wzrastajcego

zainteresowania inýynierw kierujcych

misjami satelitw i statkw kosmicz-

nych s miliony mniejszych niewy-

krywalnych kawa¸kw materii rozpro-

szonych w ca¸ej przestrzeni wok¸-

ziemskiej rozcigajcej si« od kilkuset

do ponad 40 tys. km nad powierzchni

naszej planety.

Gdyby te towarzyszce Ziemi obiek-

ty porusza¸y si« podobnie jak ogromne

zgrupowania miniaturowych ksi«ýy-

cw wok¸ Jowisza i Saturna, moýna by

si« nimi zachwyca. Pieræcienie planet

gigantw s bowiem precyzyjnie zgra-

ne; od¸amki skalne i kawa¸ki lodu, z kt-

rych si« sk¸adaj, krý po rwnolegle

u¸oýonych, podobnych orbitach, a koli-

zje mi«dzy nimi zdarzaj si« przy sto-

sunkowo niewielkich pr«dkoæciach

wzgl«dnych. Natomiast poruszajce si«

wok¸ Ziemi sztuczne satelity przypo-

minaj rj rozjuszonych pszcz¸ krý-

cych wok¸ ula we wszystkich moýli-

wych kierunkach. Mimo wszystko za-

g«szczenie satelitw jest ma¸e; wed¸ug

standardw ziemskich przestrzeÄ wo-

k¸ naszej planety moýna traktowa jak

prýni«. Jednak to mrowie chaotycznie

poruszajcych si« obiektw osiga

ogromne pr«dkoæci wzgl«dne w mo-

mentach przypadkowych kolizji. Zde-

rzenie z kamykiem o ærednicy 1 cm gro-

zi zniszczeniem satelity. Nawet jedno

milimetrowe ziarno moýe zniweczy

misj« kosmiczn.

Pozaziemskie æmieci maj rýn for-

m«; s to nieczynne satelity, odrzucone

cz¸ony rakiet wynoszcych je na orbit«,

przedmioty pozostawione w przestrze-

ni w czasie wynoszenia satelitw i trwa-

nia misji kosmicznych, fragmenty po-

zosta¸e po rozpadzie satelitw, czstki

spalin z rakiet na paliwo sta¸e, poszarpa-

ne materia¸y powierzchniowe, a nawet

krople wyciekajce z reaktorw jdro-

wych [ wykres a na stronie 50 ].

Cho na orbit« wyniesiono dotd po-

nad 4800 obiektw, tylko oko¸o 2400

wciý tam pozostaje, reszta wesz¸a w

dolne warstwy ziemskiej atmosfery

i sp¸on«¸a bd spad¸a na Ziemi«. Spo-

ærd tych, ktre pozosta¸y na orbicie,

75% zakoÄczy¸o juý swoje misje i zosta-

¸o porzucone. Wi«kszoæ z nich ma ma-

s« od kilograma do 20 t, chociaý na przy-

k¸ad masa rosyjskiej stacji Mir obecnie

przekracza juý 115 t. Najstarszym i jed-

nym z najmniejszych odpadkw jest

drugi w kolejnoæci amerykaÄski sateli-

ta Vanguard 1 , wystrzelony 17 marca

1958 roku. Pracowa¸ tylko 6 lat.

Poza statkiem lub satelit wi«kszoæ

misji kosmicznych pozostawia w prze-

strzeni wok¸ziemskiej jeden pusty

cz¸on rakiety, ktra je wynios¸a, lub wi«-

cej. Na przyk¸ad japoÄski satelita me-

teorologiczny Himawari 3 , wystrzelony

w 1984 roku, odrzuci¸ trzy cz¸ony: jeden

na niskiej orbicie o zmiennej wysokoæci

170Ð535 km nad Ziemi, drugi w pobli-

ýu docelowej ko¸owej orbity geostacjo-

narnej 35 785 km nad Ziemi oraz trze-

ci na eliptycznej orbicie o bardzo duýym

mimoærodzie i odleg¸ej od Ziemi 175Ð

36 720 km. Dwa z tych cz¸onw spad¸y

juý na Ziemi« Ð jeden w 1984 roku,

a drugi 10 lat pniej. Ale wciý jeszcze

oko¸o 1500 innych, juý nieuýytecznych,

grnych cz¸onw rakiet nadal krýy nad

naszymi g¸owami.

Zgubione elementy

W pierwszym wierwieczu ery ko-

smicznej projektanci i realizatorzy misji

satelitarnych nie przyk¸adali zbyt wiele

wagi do tego, jakie b«d konsekwencje

ich dzia¸alnoæci dla otaczajcego Ziemi«

ærodowiska. Oprcz zuýytych satelitw

i resztek rakiet wyrzucano w przestrzeÄ

kosmiczn rwnieý mniejsze cz«æci. Pod-

czas od¸czania satelity od wynoszcej

go rakiety pozbywano si« takich przed-

48 å WIAT N AUKI Padziernik 1998

W ostatnich 40 latach, od po-

Droga od sputnika do Mi«dzynarodowej

Stacji Kosmicznej zaæmiecona zosta¸a

odpadkami najnowoczeæniejszych

technologii, co sprawia, ýe powinniæmy

zadba takýe o ochron« ærodowiska

przestrzeni kosmicznej

NAKR¢TKI, åRUBY I PRZEWODY to krý-

ce wok¸ Ziemi szcztki pozosta¸e po wybu-

chach starych rakiet (rysunek obok to wizja

artystyczna problemu) . Z biegiem czasu od-

padki te b«d si« rozprasza, zmniejszajc swe

zag«szczenie. Wojskowe radary oraz telesko-

py æledz wi«ksze obiekty (powyýej) . Bia¸e

kropki przedstawiaj rozk¸ad przestrzenny

tych obiektw (nie zosta¸a zachowana skala

w stosunku do Ziemi).

miotw, jak æruby, sworznie, opaski za-

ciskowe czy spr«ýyny. W wielu misjach

odrzucano takýe pokrywy czujnikw po-

miarowych oraz urzdzenia kontroli

orientacji przestrzennej. Jedna z misji

rosyjskich pozostawi¸a po sobie ponad

60 rýnych obiektw na wielu orbitach.

Prawdopodobnie najwi«kszym odrzu-

conym dotd elementem wyposaýenia,

o ærednicy 4 m i masie 300 kg, jest gr-

na cz«æ urzdzenia o nazwie SPELDA

(Structure Porteuse Externe pour Lance-

ments Doubles Ariane), uýywanego

przez Europejsk Agencj« Kosmiczn do

umieszczania na orbicie wielu satelitw

za pomoc pojedynczej rakiety Ariane .

Takýe misje za¸ogowe wyrzuca¸y

æmieci za burt«. W 1965 roku, podczas

pierwszego spaceru kosmicznego Ame-

rykanina, astronauta statku kosmiczne-

go Gemini 4 Edward White zgubi¸ r«ka-

wic«. Krýc po swej orbicie z pr«d-

koæci 28 000 km/h, by¸a ona potencjal-

nie najbardziej æmiercionoæn cz«æci

garderoby, jak kiedykolwiek wykona¸

(i nosi¸) cz¸owiek. Ponad 200 obiektw,

g¸wnie w postaci workw z odpadka-

mi, podryfowa¸o w przestrzeÄ ze stacji

kosmicznej Mir w czasie pierwszych

10 lat jej funkcjonowania na orbicie. Na

szcz«æcie astronauci i kosmonauci po-

ruszaj si« po doæ niskich orbitach,

250Ð500 km nad Ziemi i dlatego przed-

mioty, ktrych si« pozbywaj, szybko

wpadaj w g«ste warstwy atmosfery,

w ktrych si« spalaj. Wspomniana s¸yn-

na r«kawica wesz¸a w atmosfer«, nim

min¸ miesic.

Powaýny problem stanowi misje

z udzia¸em robotw odbywajce si« na

wyýszych orbitach; tam æmieci kosmi-

czne zalegaj znacznie d¸uýej. Liczba

å WIAT N AUKI Padziernik 1998 49

LICZBA OBIEKTîW

5000

150

CZYNNE SATELITY

550

4000

120

NIECZYNNE SATELITY

1800

CZüONY RAKIET

1500

3000

OPERACYJNE ODPADKI

1000

SZCZTKI SATELITîW

I RAKIET PO EKSPLOZJI

SPALINY RAKIET

NA PALIWO STAüE

CZSTKI

SODOWO-POTASOWE

>1 000 000

2000

>100 000

500 000

åLEDZONE

PRZEZ SYSTEMY

KONTROLI

PRZESTRZENI

POWIETRZNEJ

1000

ODPRYSKI FARBY

>1 000 000

10 Ð6 10 Ð5 10 Ð4 10 Ð3 10 Ð2 10 Ð1

10 100

1957

1970

1980

1990

1997

ROZMIARY (METRY)

ROK

SZTUCZNY SATELITA ZIEMI to najoglniej kaýdy obiekt umieszczony na orbicie w sposb celowy lub niezamierzony. Ziemi« obie-

gaj rozmaite typy obiektw Ð od odpryskw farby wielkoæci tysi«cznych cz«æci milimetra do stacji kosmicznej Mir d¸ugoæci 30 m. Obec-

nie realizuje si« zdecydowanie mniej misji kosmicznych niý w przesz¸oæci, ale ¸czna masa umieszczonych na orbicie satelitw cigle wzra-

sta, poniewaý s dziæ one po prostu wi«ksze. Wojskowe systemy kontroli przestrzeni powietrznej mog zauwaýy tylko te obiekty,

ktrych rozmiary wynosz od 10 cm do 1 m (w zaleýnoæci od orbity). Liczba takich obiektw wzrasta¸a w poprzednich latach, mala¸a je-

dynie w okresach maksimum aktywnoæci s¸onecznej. Przestrzenne zag«szczenie obiektw, ktre s systematycznie obserwowane, wy-

kazuje trzy leýce blisko siebie maksima na wysokoæciach 850, 1000 i 1500 km nad Ziemi, a takýe mniejsze piki na orbicie p¸synchro-

nicznej (20 000 km) i geosynchronicznej (36 000 km).

obiektw, ktre s odpadkami pozosta-

¸ymi po takich misjach, przekracza ty-

sic. Wærd nich jest 80 skupisk metalo-

wych igie¸ wypuszczonych w przestrzeÄ

podczas eksperymentu telekomunika-

cyjnego realizowanego w 1963 roku

przez Departament Obrony USA. Ci-

ænienie wywierane przez promieniowa-

nie s¸oneczne mia¸o zepchn 400 mln

maleÄkich igie¸ek z orbity, ale poniewaý

urzdzenie do ich rozmieszczania w

przestrzeni by¸o niesprawne, zbi¸y si« w

kupki i b¸kaj si« na orbitach docho-

dzcych aý do 6000 km nad Ziemi.

Zdecydowanie najwi«kszym rd¸em

obiektw o rozmiarach wi«kszych od

0.1 mm jest rozpad satelitw i cz¸onw

rakiet. Od 1961 roku ponad 150 sateli-

tw Ð przypadkowo lub wskutek celo-

wych dzia¸aÄ Ð eksplodowa¸o bd roz-

pad¸o si«, rozpraszajc w przestrzeni

ponad 10 tys. na tyle duýych fragmen-

tw, ýe moýna je æledzi z Ziemi. Do za-

nieczyszczenia ærodowiska wok¸ziem-

skiego najbardziej przyczyni¸y si«

eksplozje porzuconych cz¸onw rakiet

z resztkami paliwa we wn«trzu. Deto-

nacje by¸y prawdopodobnie spowodo-

wane przez nadciænienie lub zap¸on pa-

liwa rakietowego i zachodzi¸y w rýnym

czasie Ð od kilku godzin do nawet 23 lat

Ð po wystrzeleniu rakiety na orbit«. Nie-

mal w ýadnym przypadku nie moýna

by¸o temu przeciwdzia¸a.

3 czerwca 1996 roku rozpad¸ si« gr-

ny cz¸on rakiety Pegasus , wystrzelonej

na orbit« dwa lata wczeæniej, pozosta-

wiajc rekordow pod wzgl«dem licz-

by æmieci kosmicznych chmur«. Znala-

z¸y si« one na orbitach o wysokoæciach

250Ð2500 km nad Ziemi i 700 z nich by-

¸o wystarczajco duýych, by moýna je

æledzi [ ilustracja poniýej ]. To zdarzenie

w jednej chwili podwoi¸o prawdopodo-

bieÄstwo niebezpieczeÄstwa kolizji dla

Teleskopu Kosmicznego HubbleÕa , ktry

krýy po orbicie po¸oýonej zaledwie

25 km poniýej miejsca eksplozji. Na pod-

stawie dalszych obserwacji radarowych

oszacowano liczb« fragmentw o roz-

miarach powyýej 4 mm na jakieæ 300 tys.

CZERWIEC 1996

WRZESIEÁ 1996

MARZEC 1997

SZCZTKI SATELITY PO EKSPLOZJI szybko rozpraszaj si« w przestrzeni wok¸ziemskiej. Trzy tygodnie po wybuchu rakiety Pega-

sus , ktry nastpi¸ w czerwcu 1996 roku, jej fragmenty wciý jeszcze koncentrowa¸y si« w wskim paæmie (z lewej) . Po trzech miesicach

niesymetryczne pole grawitacyjne Ziemi wyranie juý wzmocni¸o drobne rýnice w pocztkowych orbitach poszczeglnych obiektw

(poærodku) . Po dziewi«ciu miesicach szcztki satelity rozcign«¸y si« juý w¸aæciwie po ca¸ej przestrzeni wok¸ziemskiej, krýc po przy-

padkowo roz¸oýonych orbitach (z prawej) . Dodatkowo, czego nie pokazano na rysunkach, najpierw orbitowa¸y w skupiskach, po czym

wolno traci¸y synchronizacj«. Specjaliæci od æmieci kosmicznych musz wzi pod uwag« ten proces, oceniajc ryzyko dla takich statkw,

jak wahad¸owiec. W pierwszej fazie lotu moýe on unikn zderzenia z odpadkami skoncentrowanymi na podobnych orbitach. Pniej

ryzyko kolizji z obiektami nadlatujcymi z rýnych kierunkw trzeba szacowa statystycznie.

50 å WIAT N AUKI Padziernik 1998

500

10 000

10 Ð7

10 Ð8

10 Ð9

10 Ð10

10 Ð11

10 Ð12

10 Ð13

10 Ð14

10 Ð15

10 Ð16

400

LICZBA OBIEKTîW MALEJE,

GDY WZRASTA STRUMIEÁ

PROMIENIOWANIA SüONECZNEGO

8000

300

6000

200

4000

100

2000

1957

1970

1980

ROK

1990

1998

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

WYSOKOå NAD ZIEMI (KILOMETRY)

W lutym 1997 roku, podczas drugiej mi-

sji naprawczej Teleskopu HubbleÕa , prom

kosmiczny Discovery musia¸ wykona

manewr w celu unikni«cia zderzenia

z jakimæ powsta¸ym z rozpadu Pegasu-

sa od¸amkiem, ktry wed¸ug przewidy-

waÄ mia¸ przejæ od niego w odleg¸oæci

mniejszej niý 1.5 km. Co wi«cej, astro-

nauci zauwaýyli wg¸«bienia na po-

wierzchni oprzyrzdowania teleskopu

oraz dziur« w jednej z jego anten, naj-

wyraniej powsta¸e wskutek kolizji

z odpadkami kosmicznymi przed 1993

rokiem.

tora jednego z satelitw tej serii. P-

niejsze obserwacje za pomoc naleýce-

go do Massachusetts Institute of Tech-

nology radaru Haystack potwierdzi¸y

obecnoæ ogromnej liczby (prawdopo-

dobnie oko¸o 70 tys.) sodowo-potaso-

wych kuleczek o ærednicy oko¸o 1 cm

na wysokoæci 900 km nad Ziemi, tam,

gdzie owe rdzenie by¸y oddzielane od

reaktorw.

Obiekty mniejsze od 0.1 mm nie s

tak grone jak wi«ksze odpadki, ale je-

æli jest ich duýo i d¸ugo bombarduj sta-

tek kosmiczny, teý mog wyrzdzi

pewne szkody. Najliczniejsze s czstki

spalin wydobywajce si« z rakiet na pa-

liwo sta¸e. Nawet prawid¸owo pracuj-

ce silniki mog wydala zarwno kolo-

saln liczb« (do 10 20 ) mikrometrowych

czsteczek tlenku glinu, jak rwnieý cen-

tymetrowych rozmiarw ýuýel. Cho

w ostatnich 10 latach coraz rzadziej sto-

suje si« w kosmosie takie rakiety, to jed-

nak iloæ odpadw przez nie pozosta-

wianych z kaýdym rokiem wzrasta. Jest

to spowodowane tym, ýe ci«ýkie, wsp¸-

czesne statki kosmiczne wymagaj wi«-

kszych silnikw, ktre wyrzucaj wi«cej

ýuýla.

rd¸em ma¸ych czsteczek orbitu-

jcych wok¸ Ziemi jest rwnieý degra-

dacja materia¸w, z ktrych buduje si«

satelity. Miliony maleÄkich odpryskw

farby zaæmiecaj dziæ przestrzeÄ wo-

k¸ziemsk. Naukowcy zajmujcy si«

badaniami kosmicznymi odkryli, ýe

wielu, jeýeli nie wi«kszoæci, starzejcym

si« satelitom i cz¸onom rakiet towarzy-

sz smugi drobnych p¸atkw. (Ze

wzgl«du na charakter wzgl«dnego ru-

chu orbitalnego te smugi nie podýaj

za satelit, lecz go wyprzedzaj, w mia-

r« zbliýania si« do Ziemi wzrasta bo-

wiem ich pr«dkoæ.) Wi«kszoæ ko-

smicznych æmieci jest niewidoczna dla

zdalnych urzdzeÄ pomiarowych, ale

czasami fragmenty os¸on termicznych

oraz elementw wykonanych z mate-

ria¸w w«glowych s tak duýe, ýe moý-

na je æledzi. Na przyk¸ad wystrzelony

przez NASA satelita COBE (Cosmic

Background Explorer) w niewyjaænionych

okolicznoæciach uwolni¸ co najmniej 80

takich obiektw.

Zdemaskowane satelity

Chociaý juý w latach szeædziesitych

niektrzy futurolodzy przewidywali

wzrost liczby obiektw na orbicie, dyscy-

plina naukowa zajmujca si« tym zagad-

nieniem wy¸oni¸a si« dopiero na poczt-

ku lat osiemdziesitych. W 1966 roku

NASA ocenia¸a niebezpieczeÄstwo koli-

zji czyhajce na misje za¸ogowe, ale

w szacunkach tych brano pod uwag« tyl-

ko te obiekty, ktre dawa¸o si« æledzi

z Ziemi. Nie by¸o wwczas moýliwoæci

oceny liczby obiektw mniejszych.

Wi«ksze kawa¸ki æmieci kosmicz-

nych monitoruje si« za pomoc tych sa-

mych systemw æledzcych, ktre su-

permocarstwa zbudowa¸y w czasie zim-

nej wojny do wykrywania ataku poci-

skw balistycznych oraz obserwacji sa-

telitw szpiegowskich nieprzyjaciela.

Dzi«ki wysi¸kom amerykaÄskiej Space

Surveillance Network (Sieci Kontroli

Przestrzeni Powietrznej) oraz Systemo-

wi Kontroli Przestrzeni Powietrznej by-

¸ego Zwizku Radzieckiego jest cigle

aktualizowany oficjalny katalog oko¸o

10 tys. obiektw kosmicznych orbitu-

jcych wok¸ Ziemi. Aby æledzi ich

ruch, 50 radarw, teleskopw optycz-

nych oraz teleskopw z rejestracj elek-

trooptyczn kaýdego dnia dokonuje

ærednio oko¸o 150 tys. obserwacji. Urz-

dzenia te mog æledzi obiekty o roz-

miarach przekraczajcych 10 cm na nis-

kich orbitach i wi«kszych niý 1 m na

orbicie geostacjonarnej.

Zag«szczenie przestrzenne æmieci ko-

smicznych zaleýy od wysokoæci nad

Ziemi, osigajc maksima dla oko¸o

850, 1000 i 1500 km. Na tych wysoko-

Odpady radioaktywne i... farba

Szczeglne zagroýenie stanowi 50 sa-

telitw zawierajcych na swych pok¸a-

dach materia¸y radioaktywne bd w re-

aktorach jdrowych, bd w genera-

torach radioizotopowych z przetworni-

kiem termoelektrycznym. W 1978 roku

radziecki satelita o nap«dzie jdrowym,

Kosmos 954 , majc na pok¸adzie 30 kg

wzbogaconego uranu, przypadkowo l-

dowa¸ w p¸nocnej Kanadzie, rozbija-

jc si«. W kolejnych satelitach tego ty-

pu radzieccy konstruktorzy zaproje-

ktowali juý odrzucenie rdzenia reakto-

ra od reszty pojazdu pod koniec misji.

W ten sposb paliwo nuklearne moýe

sp¸on w atmosferze zamiast wraz z sa-

telit spaæ na Ziemi«.

Wprawdzie program ten zakoÄczo-

no ca¸kowicie w 1988 roku i od tego

czasu ýaden nowy reaktor nuklearny

nie zosta¸ juý umieszczony na orbicie,

nie oznacza to jednak wcale, ýe pro-

blem przesta¸ istnie. W 1989 roku,

w trakcie finansowanego przez NASA

eksperymentu, znajdujcy si« w po¸u-

dniowej Kalifornii i naleýcy do Jet Pro-

pulsion Laboratory radar Goldstone

wykry¸ duý chmur« kropelek sodo-

wo-potasowych. Jak si« pniej okaza-

¸o, by¸ to wyciek p¸ynu ch¸odzcego

z wczeæniej odrzuconego rdzenia reak-

å WIAT N AUKI Padziernik 1998 51

po wychwyceniu w przestrzeni pakuj

do luku ¸adunkowego promu kosmicz-

nego i dostarczaj na Ziemi«. NASA

umieæci¸a na orbicie specjalnie w tym ce-

lu urzdzenie o nazwie Long Duration

Exposure Facility, ktre w latach 1984

Ð1990 by¸o wystawione na uderzenia

dziesitek tysi«cy okruchw sztucznej

materii, a takýe naturalnej w postaci me-

teoroidw pochodzcych z komet i pla-

netoid. Do tych badaÄ pos¸uýy¸y rw-

nieý inne urzdzenia przebywajce

d¸uýszy czas w kosmosie, takie jak: Eu-

ropean Retrievable Carrier, japoÄski Spa-

ce Flyer Unit, elementy Teleskopu Hub-

bleÕa oraz satelity Solar Maximum Mission ,

a takýe oczywiæcie sam prom kosmiczny.

Ze wzgl«du na ograniczon maksymal-

n wysokoæ orbity wahad¸owca wszyst-

kie te testowe tarcze przebywa¸y na wy-

sokoæciach poniýej 620 km nad Ziemi.

By oceni liczb« ma¸ych obiektw znaj-

dujcych si« wyýej, naukowcy musz

zda si« na modele teoretyczne. Ponie-

waý czas ýycia czstek materii na niskich

orbitach jest krtki, to w¸aænie wyýej nad

Ziemi znajduje si« duýy rezerwuar tych

obiektw.

Wszelkie oceny wskazuj, ýe wok¸

Ziemi orbituje ponad 100 tys. obiektw

o rozmiarach 1Ð10 cm i dziesitki milio-

nw mniejszych æmieci o rozmiarach

1Ð10 mm. Obiekty sztuczne tej wielko-

æci i nieco wi«ksze zdecydowanie prze-

waýaj pod wzgl«dem liczebnoæci nad

naturalnymi meteoroidami. Liczba tych

ostatnich i odpadkw kosmicznych jest

porwnywalna w zakresie rozmiarw

0.01Ð1.0 mm; w przypadku jeszcze

mniejszych czstek natomiast dominuje

sztuczna materia.

åRODKOWA

WARSTWA

IZOLACJI

TYLNA

åCIANA

ZDERZAK

WHIPPLE'A

OSüONY powinny uchroni najwaýniejsze cz«æci Mi«dzynarodowej Stacji Kosmicznej

przed skutkami zderzeÄ z obiektami zbyt ma¸ymi, by da¸o si« je æledzi, ale wystarczaj-

co duýymi, by mog¸y przebi æcian« statku. Os¸ony te s montowane na zewntrz stacji

w postaci kolejnych kilku barier. Jeýeli dojdzie do kolizji, najpierw uderzajcy obiekt na-

potka p¸yt« aluminiow (zwykle gruboæci 2 mm), nazywan zderzakiem WhippleÕa, kt-

ra spowoduje rozdrobnienie pocisku (a) . Podczas przejæcia przez jedn warstw« z kevla-

ru lub kilka zmniejsza si« pr«dkoæ poszczeglnych fragmentw (b) . Ostatecznie odbijaj

si« one od æciany statku kosmicznego (c) .

æciach ærednio jeden obiekt przypada

na 100 mln km 3 . Powyýej 1500 km za-

g«szczenie odpadkw maleje wraz

z wysokoæci, z wyjtkiem ostrych pi-

kw w pobliýu orbity p¸synchronicz-

nej (20 tys. km) i geosynchronicznej

(36 tys. km) [ wykres d na stronie 51 ]. Te

skupiska æmieci na okreælonych orbi-

tach s efektem projektowania rýnych

rodzin satelitw i rakiet oraz ich misji.

Poniewaý rd¸em æmieci kosmicznych

s g¸wnie sztuczne satelity, to w rejo-

nach, w ktrych one si« poruszaj, za-

g«szczenie przestrzenne odpadw jest

wi«ksze i tym samym wzrasta zagroýe-

nie dla pracujcych tam satelitw.

Obiekty poniýej 10 cm ærednicy umy-

kaj uwagi systemw æledzcych sate-

lity. S zbyt ciemne dla teleskopw

optycznych i zbyt ma¸e dla radarw sto-

sowanych w systemach kontroli prze-

strzeni powietrznej. Do 1984 roku by¸y

one praktycznie niewykrywalne. P-

niej naukowcy zacz«li ocenia ich licz-

b« na podstawie statystycznego prb-

kowania nieba wykonywanego przez

ponad kilkaset godzin rocznie. Uýywa

si« w tym celu urzdzeÄ przeznaczo-

nych do badaÄ naukowych, takich jak

niemiecki radioteleskop o ærednicy

100 m, radar Goldstone i wielka czasza

radioteleskopu Arecibo w Puerto Rico.

Przyj«to taki tryb pracy tych radarw,

ýe czasza jednego z nich transmituje sy-

gna¸, a znajdujca si« w pobliýu druga

antena odbiera sygna¸ odbity, co po-

zwala na detekcj« bardzo ma¸ych obiek-

tw, nawet o rozmiarach 2 mm. Podob-

ne moýliwoæci obserwacyjne maj dwa

radary pracujce w ramach wsplnego

projektu NASA i Departamentu Obro-

ny USA: Haystack i Haystack Auxilia-

ry. Aby wykona kalibracj« czujnikw

s¸uýcych do detekcji ma¸ych szczt-

kw kosmicznych, w latach 1994Ð1995

prom kosmiczny rozmieæci¸ w prze-

strzeni specjalne tarcze w postaci kulek

oraz igie¸.

Aby oceni liczebnoæ jeszcze mniej-

szych obiektw, naukowcy musz ana-

lizowa uszkodzenia na powierzchni sa-

telitw lub te ich cz«æci, ktre astronauci

Narodziny i æmier satelitw

W ostatnich 20 latach liczba obiektw

moýliwych do æledzenia zwi«ksza¸a si«

mniej wi«cej o 175 rocznie. W tym cza-

sie wzros¸a og¸em o 70%. Co czwarty

taki obiekt powsta¸ w wyniku rozpadu

satelitw, pozosta¸e pochodz z nowych

misji. Od 1957 roku paÄstwa prowadz-

ce badania kosmiczne wystrzeliwa¸y

ærednio 120 nowych satelitw rocznie.

Jednak w ostatnim dziesi«cioleciu ta ak-

tywnoæ zmala¸a. W rekordowym 1984

roku by¸o 129 nowych misji, w 1996 zaæ

liczba ich spad¸a do 73 Ð poziomu naj-

niýszego od 1963 roku [ wykres b na stro-

nie 50 ]. W ubieg¸ym roku ponownie

wzmoýono dzia¸alnoæ w kosmosie,

g¸wnie dzi«ki startom 10 rakiet, ktre

wynios¸y na orbit« satelity nowych sys-

temw telekomunikacyjnych (Iridium

i Orbocom) .

Najwi«kszy spadek aktywnoæci nast-

pi¸ w by¸ym Zwizku Radzieckim. W

52 å WIAT N AUKI Padziernik 1998

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: