Καθώς ένα διαστημικό σκουπίδι έπεφτε προς τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό τον Νοέμβριο, οι επτά αστροναύτες που επέβαιναν σε αυτόν προετοιμάστηκαν. Ένα ρωσικό διαστημόπλοιο συνδεδεμένο με τον διαστημικό σταθμό άναψε τους κινητήρες του για πέντε λεπτά, αλλάζοντας ελαφρώς την τροχιά του σταθμού και μετακινώντας το εργαστήριο μεγέθους γηπέδου ποδοσφαίρου εκτός κινδύνου. Εάν ο διαστημικός σταθμός δεν είχε αλλάξει πορεία, τα συντρίμμια θα μπορούσαν να είχαν περάσει σε απόσταση 4 χιλιομέτρων από την τροχιά του, σύμφωνα με τη NASA.

Η πρόσκρουση συντριμμιών στον διαστημικό σταθμό θα μπορούσε να σημάνει καταστροφή. Μια σύγκρουση θα μπορούσε να προκαλέσει αποσυμπίεση τμημάτων του σταθμού και να αφήσει τους αστροναύτες να προσπαθούν να επιστρέψουν στην πατρίδα τους.

Το πιο ανησυχητικό: Το πιθανό χτύπημα δεν ήταν τόσο σπάνιο φαινόμενο. Ο Διεθνής Διαστημικός Σταθμός έχει αναγκαστεί να κάνει παρόμοιες μανούβρες δεκάδες φορές από τότε που καταλήφθηκε για πρώτη φορά τον Νοέμβριο του 2000, και οι κίνδυνοι σύγκρουσης αυξάνονται κάθε χρόνο καθώς πολλαπλασιάζεται ο αριθμός των αντικειμένων σε τροχιά γύρω από τη Γη.

Εδώ και χρόνια, οι ειδικοί σε θέματα διαστημικής κυκλοφορίας κρούουν τον κώδωνα του κινδύνου για την αυξανόμενη συμφόρηση. Προηγούμενες συγκρούσεις, εκρήξεις και δοκιμές όπλων έχουν οδηγήσει σε δεκάδες χιλιάδες κομμάτια συντριμμιών που παρακολουθούν οι ειδικοί και πιθανώς σε εκατομμύρια άλλα που δεν μπορούν να γίνουν αντιληπτά με την τρέχουσα τεχνολογία.

Και ενώ οι κίνδυνοι για τους αστροναύτες μπορεί να αποτελούν κορυφαία ανησυχία, η συμφόρηση στην τροχιά είναι επίσης επικίνδυνη για τους δορυφόρους και τις διαστημικές τεχνολογίες που τροφοδοτούν την καθημερινή μας ζωή – συμπεριλαμβανομένων των εργαλείων GPS καθώς και ορισμένων ευρυζωνικών, γρήγορων διαδικτυακών και τηλεοπτικών υπηρεσιών.

«Ο αριθμός των αντικειμένων που έχουμε εκτοξεύσει στο διάστημα τα τελευταία τέσσερα χρόνια έχει αυξηθεί εκθετικά», δήλωσε ο Dr. Vishnu Reddy, καθηγητής πλανητικών επιστημών στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Tucson. «Οπότε οδεύουμε προς την κατάσταση που πάντα φοβόμαστε».

Το γεγονός στο οποίο αναφέρεται ο Reddy είναι ένα υποθετικό φαινόμενο που ονομάζεται σύνδρομο Κέσλερ.

Το Σύνδρομο Κέσλερ, που πήρε το όνομά του από τον Αμερικανό αστροφυσικό Ντόναλντ Κέσλερ και βασίζεται στην ακαδημαϊκή του εργασία του 1978, όπως χρησιμοποιείται σήμερα ο όρος, έχει έναν θολό ορισμό.

Αλλά η φράση περιγράφει σε γενικές γραμμές ένα σενάριο στο οποίο τα συντρίμμια στο διάστημα πυροδοτούν μια αλυσιδωτή αντίδραση: Μια έκρηξη στέλνει ένα σύννεφο θραυσμάτων που με τη σειρά τους συγκρούονται με άλλα διαστημικά αντικείμενα, δημιουργώντας περισσότερα θραύσματα. Το αλυσιδωτό φαινόμενο μπορεί να συνεχιστεί έως ότου η τροχιά της Γης γεμίσει τόσο πολύ με σκουπίδια που οι δορυφόροι θα καταστούν μη λειτουργικοί και η εξερεύνηση του διαστήματος θα πρέπει να σταματήσει.

Οι ερευνητές διαφωνούν σχετικά με το σημερινό επίπεδο κινδύνου και το πότε ακριβώς η συμφόρηση στο διάστημα μπορεί να φτάσει στο σημείο χωρίς επιστροφή.

Υπάρχει όμως ευρεία συναίνεση για ένα πράγμα: Η κυκλοφορία στο διάστημα είναι ένα σοβαρό πρόβλημα που χρήζει απεγνωσμένης αντιμετώπισης, σύμφωνα με τα όσα είπαν στο CNN επιστήμονες και ειδικοί σε θέματα διαστημικής κυκλοφορίας.

Πόσο συχνά συγκρούονται αντικείμενα στο διάστημα

Από την αυγή των διαστημικών πτήσεων το 1957, έχουν σημειωθεί περισσότερες από 650 «ατυχήματα, εκρήξεις, συγκρούσεις ή ανώμαλα γεγονότα που οδήγησαν σε θραύσματα», σύμφωνα με τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA).

Τα περιστατικά αυτά περιλαμβάνουν δορυφόρους που συγκρούστηκαν κατά λάθος μεταξύ τους, τμήματα πυραύλων και διαστημοπλοίων που εξερράγησαν απροσδόκητα, καθώς και δοκιμές όπλων από έθνη όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ρωσία, η Ινδία και η Κίνα που εκτόξευσαν συντρίμμια σε διάφορα ύψη της τροχιάς.

Η Ρωσία, για παράδειγμα, εκτόξευσε έναν πύραυλο σε έναν από τους δικούς της δορυφόρους στο πλαίσιο 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 ένας αδρανής ρωσικός στρατιωτικός δορυφόρος, ο Kosmos 2251, έπεσε πάνω στον Iridium 33, έναν ενεργό δορυφόρο επικοινωνιών που διαχειρίζεται η αμερικανική εταιρεία τηλεπικοινωνιών Iridium. Το γεγονός αυτό δημιούργησε ένα τεράστιο νέφος από σχεδόν 2.000 κομμάτια συντριμμιών με διάμετρο σχεδόν 10 εκατοστά και χιλιάδες ακόμη μικρότερα κομμάτια.

Παρόμοια γεγονότα σε μικρότερη κλίμακα είναι επίσης συνηθισμένα: Ένας μετεωρολογικός δορυφόρος της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ, για παράδειγμα, διαλύθηκε σε τροχιά στις 19 Δεκεμβρίου, δημιουργώντας τουλάχιστον 50 νέα κομμάτια συντριμμιών, δήλωσε τη Δευτέρα (30/12) η LeoLabs, μια εταιρεία που παρακολουθεί αντικείμενα στο διάστημα. Ήταν μόνο το τελευταίο από μια σειρά τεσσάρων γεγονότων «θρυμματισμού» τους τελευταίους μήνες που δημιούργησαν περισσότερα από 300 νέα κομμάτια σκουπιδιών.

Τι μπορούμε και τι δεν μπορούμε να δούμε

Για όσους διαχειρίζονται δορυφόρους, η συμφόρηση στο διάστημα μπορεί να είναι εφιάλτης. Είναι σύνηθες για έναν φορέα εκμετάλλευσης 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 την ανίχνευση πιθανών «συγκλίσεων» ή κοντινών προσεγγίσεων μεταξύ δύο οντοτήτων.

Σε ένα περιστατικό φέτος, για παράδειγμα, ένας μετεωρολογικός δορυφόρος της NASA απέφυγε οριακά να συγκρουστεί με έναν παροπλισμένο ρωσικό πύραυλο για λιγότερο από 20 μέτρα, σύμφωνα με τη LeoLabs.

Αλλά οι κίνδυνοι μπορεί να είναι ακόμη μεγαλύτεροι από ό,τι μπορεί να προβλέψει η επίγνωση της διαστημικής κατάστασης.

Ως επί το πλείστον, ένα αντικείμενο πρέπει να είναι μεγαλύτερο από μια μπάλα του τένις για να εντοπιστεί. Τα υπόλοιπα αντικείμενα είναι πολύ μικρά για να αντανακλούν το φως ή βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές της τροχιάς που είναι δύσκολο να παρατηρηθούν άμεσα.

«Ακόμα και με τους καλύτερους αισθητήρες σήμερα, υπάρχουν όρια στο τι μπορεί να «δει» ή να παρακολουθήσει κανείς αξιόπιστα, και τα μικρότερα διαστημικά σκουπίδια συχνά δεν μπορούν να εντοπιστούν», δήλωσε ο Bob Hall, διευθυντής ειδικών έργων στην COMSPOC Corp, μια εταιρεία λογισμικού διαστημικής κίνησης.

Πηγή: NASA

Ωστόσο, τα μικρά αντικείμενα μπορούν να αποτελέσουν σημαντικές απειλές. Σε τροχιά, τα αντικείμενα στροβιλίζονται τόσο γρήγορα που ακόμη και μια κηλίδα μπογιάς είναι ικανή να διαπεράσει το μέταλλο, σύμφωνα με τη NASA. Αυτό σημαίνει ότι κάθε σκουπίδι που μένει στο διάστημα είναι άκρως ανησυχητικό – και δυνητικά καταστροφικό.

Μεγαλύτερο υψόμετρο, μεγαλύτερος κίνδυνος

Δεν είναι σαφές πώς ακριβώς θα μπορούσε να εξελιχθεί μια αλυσιδωτή αντίδραση συγκρούσεων στο διάστημα.

Διαφορετικές περιοχές της γήινης τροχιάς έχουν τα δικά τους επίπεδα συμφόρησης και κινδύνου. Η χαμηλή γήινη τροχιά, η οποία εκτείνεται σε απόσταση περίπου 2.000 χιλιομέτρων πάνω από την επιφάνεια του πλανήτη, είναι μακράν η πιο πολυσύχναστη.

Η περιοχή αυτή φιλοξενεί δύο επανδρωμένους διαστημικούς σταθμούς και τεράστιους αστερισμούς δορυφόρων που εκπέμπουν διαδίκτυο -όπως το δίκτυο σχεδόν 7.000 δορυφόρων Starlink της SpaceX- παρακολουθούν τον καιρό, παρατηρούν την παραγωγή καλλιεργειών ή αναλύουν το κλίμα.

Εάν ένας κυματισμός εκρήξεων συνέβαινε σε χαμηλή γήινη τροχιά, θα μπορούσε να απειλήσει τη ζωή των αστροναυτών, να σταματήσει τις εκτοξεύσεις πυραύλων και να οδηγήσει στην καταστροφή όλης της δορυφορικής τεχνολογίας που υπάρχει εκεί.

Τα καλά νέα σε αυτό το σενάριο, αν υπάρχουν, είναι ότι οι καταστροφικές συνθήκες μπορεί να μην διαρκέσουν για τις επόμενες γενιές: «Έχουμε ακόμη υπολείμματα ατμόσφαιρας σε χαμηλή γήινη τροχιά, οπότε έχουμε έναν φυσικό μηχανισμό καθαρισμού», δήλωσε η Carolin Frueh, αναπληρώτρια καθηγήτρια αεροναυπηγικής και αστροναυπηγικής στο Πανεπιστήμιο Purdue στην Ιντιάνα.

Σε υψόμετρο περίπου 500 χιλιομέτρων, τα αντικείμενα σε τροχιά θα πέσουν φυσικά πίσω στη Γη ή θα διαλυθούν στην ατμόσφαιρα μέσα σε περίπου 25 χρόνια, δήλωσε η Frueh, υποδεικνύοντας ότι ένα πεδίο συντριμμιών σε αυτή την απόσταση πιθανότατα δεν θα απειλήσει την πρόσβαση στο διάστημα για τις επόμενες γενιές.

Αλλά η εικόνα αλλάζει γρήγορα σε υψηλότερες τροχιές. Σε απόσταση σχεδόν 800 χιλιομέτρων, θα χρειαζόταν τουλάχιστον ένας αιώνας για να παρασυρθεί με φυσικό τρόπο ένα κομμάτι συντριμμιών από το διάστημα. Σε απόσταση άνω των 1.000 χιλιομέτρων, η διαδικασία θα διαρκούσε χιλιάδες χρόνια.

Αυτά είναι άσχημα νέα για τη γεωσύγχρονη τροχιά – μια περιοχή περίπου 35.786 χιλιομέτρων από την επιφάνεια της Γης – η οποία φιλοξενεί δορυφόρους επικοινωνιών αξίας ενός τετάρτου του δισεκατομμυρίου δολαρίων, οι οποίοι μεταδίδουν τηλεοπτικές και άλλες υπηρεσίες σε μεγάλες περιοχές του πλανήτη.

«Το πιο επικίνδυνο μέρος όπου θα μπορούσε να συμβεί αυτό (το συμβάν που μοιάζει με το σύνδρομο Κέσλερ) είναι στο GEO», δήλωσε ο Reddy, ερευνητής του Πανεπιστημίου της Αριζόνα. «Επειδή δεν έχουμε τρόπο να το καθαρίσουμε με γρήγορο τρόπο».

Πώς μπορεί να εξελιχθούν οι αλυσιδωτές συγκρούσεις

Η ταινία του 2013 «Gravity» έφερε την ιδέα του Συνδρόμου Κέσλερ στη μεγάλη οθόνη: Ένα ρωσικό πυραυλικό χτύπημα σε έναν αδρανή δορυφόρο ξεκινά ένα ντόμινο συγκρούσεων, δημιουργώντας ένα σύννεφο σκουπιδιών που καταστρέφει άλλους δορυφόρους και διαστημόπλοια.

Αλλά ενώ το story στο «Gravity» εκτυλίχθηκε σε μιάμιση ώρα, ένα σενάριο του συνδρόμου Κέσλερ στην πραγματική ζωή θα χρειαζόταν πιθανότατα χρόνια – ή δεκαετίες – για να εξελιχθεί, είπαν οι ειδικοί.

Και από την κυκλοφορία της ταινίας πριν από περισσότερο από μια δεκαετία, η συμφόρηση στην τροχιά έχει αυξηθεί ραγδαία: Ο στρατός των ΗΠΑ παρακολουθούσε τότε περίπου 23.000 αντικείμενα σε σύγκριση με 47.000 αντικείμενα σήμερα.

Πηγή: IMDb

Αν και γίνονται συνεχείς προσπάθειες να υπολογιστεί πού, πότε και πώς μπορεί να ξεκινήσει ένα φαινόμενο, είναι αδύνατο, δήλωσε η Frueh του Purdue.

«Από τη στιγμή που κάνουμε προβλέψεις για το μέλλον, πρέπει να κάνουμε υποθέσεις», δήλωσε η Frueh. «Κάθε μοντέλο είναι λάθος – (αλλά) μερικά είναι χρήσιμα».

Τα μοντέλα είναι ανακριβή επειδή ακόμη και οι ειδικοί δεν έχουν μια παρθένα εικόνα για το πού βρίσκονται τα αντικείμενα σε τροχιά. Αντικείμενα μικρότερα από περίπου 10 εκατοστά είναι σε μεγάλο βαθμό αόρατα. Επιπλέον, ο διαστημικός καιρός μπορεί να αλλάξει τις τροχιακές πορείες – οπότε είναι δύσκολο να προβλεφθεί ακριβώς πώς και πού ταξιδεύουν τα συντρίμμια, σύμφωνα με τον Dr. Thomas Berger, διευθυντή του Κέντρου Τεχνολογίας, Έρευνας και Εκπαίδευσης Διαστημικού Καιρού του Πανεπιστημίου του Κολοράντο. Ο Berger μίλησε για το θέμα στις 11 Δεκεμβρίου στην ετήσια συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης στην Ουάσιγκτον.

Το μέγεθος και το σχήμα των διαστημικών απορριμμάτων αποτελούν επίσης ένα μυστήριο. Έτσι, για να μοντελοποιήσουν ένα μεμονωμένο φαινόμενο του Συνδρόμου Κέσλερ, οι αναλυτές θα έπρεπε να μαντέψουν ακριβώς πώς θα διαλυόταν ένας δορυφόρος, πώς θα έμοιαζε κάθε κομμάτι από αυτά τα συντρίμμια, πού θα ταξίδευε και ποιο άλλο αντικείμενο θα μπορούσε να χτυπήσει στη συνέχεια.

«Αυτό που με κρατάει ξύπνιο», δήλωσε ο Dan Oltrogge, επικεφαλής επιστήμονας και διευθυντής του Κέντρου Διαστημικών Προτύπων και Καινοτομίας της COMSPOC Corp. «είναι ότι τα δεδομένα δεν είναι αρκετά ακριβή ώστε να σου επιτρέπουν να αποφύγεις πραγματικά αυτό που νομίζεις ότι αποφεύγεις».

Έχει ήδη ξεκινήσει το σύνδρομο Κέσλερ;

Το πείραμα σκέψης του Κέσλερ ζητά από τους ερευνητές να εξετάσουν αν -ακόμη και αν σταματήσουν όλες οι εκτοξεύσεις πυραύλων- οι συγκρούσεις στο διάστημα θα εξακολουθούσαν να κλιμακώνουν τον αριθμό των αντικειμένων σε τροχιά. Και δεν είναι σαφές αν αυτό το σημείο έχει επιτευχθεί.

Οι ερευνητές που ερωτήθηκαν για το θέμα αυτό προσέφεραν διαφορετικές απόψεις σχετικά με το αν τα γεγονότα που είναι ενδεικτικά του συνδρόμου Κέσλερ έχουν ήδη ξεκινήσει.

Αλλά η Frueh δήλωσε ότι γι’ αυτό δεν πιστεύει πλέον ότι το σύνδρομο Κέσλερ είναι ένας χρήσιμος όρος.

«Νομίζω ότι προκαλεί σύγχυση στο κοινό το γεγονός ότι διαφορετικές οντότητες δεν συμφωνούν», δήλωσε. «Η ίδια η έννοια απλώς δεν είναι τόσο καθαρή και σαφής όσο θα πίστευε κανείς».

Αυτό στο οποίο φαίνεται να συμφωνούν οι ειδικοί είναι ότι η κατάσταση στην τροχιά είναι προβληματική. Κανείς δεν δήλωσε ότι πιστεύει ότι η καταστροφή μπορεί σίγουρα να αποφευχθεί. Το πιθανότερο, είπαν, είναι ότι τα σκουπίδια σε τροχιά θα συνεχίσουν να πολλαπλασιάζονται.

Όπως δήλωσε η Frueh, «είμαι απαισιόδοξη … ότι θα ενεργήσουμε αρκετά έγκαιρα ώστε να μην έχουμε οικονομική ζημία κατά τη διαδικασία».

Ο Dr. Nilton Renno, καθηγητής κλιματικών και διαστημικών επιστημών και μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, δήλωσε ότι είναι από τη φύση του αισιόδοξος. Αλλά η κατάσταση στην τροχιά της Γης του θυμίζει τα οικολογικά δεινά που βρίσκονται σε εξέλιξη εδώ στον πλανήτη μας.

«Η αναλογία που μου αρέσει να σκέφτομαι για τα διαστημικά σκουπίδια είναι το πλαστικό στους ωκεανούς», είπε. «Συνηθίζαμε να πιστεύουμε ότι οι ωκεανοί είναι άπειροι, και ρίχνουμε μέσα σκουπίδια και πλαστικό, και τώρα συνειδητοποιούμε – όχι, αυτοί είναι περιορισμένοι πόροι. Και προκαλούμε τεράστια ζημιά αν δεν είμαστε προσεκτικοί σε ό,τι κάνουμε».

Πρόληψη του συνδρόμου Κέσλερ

Υπάρχουν δύο μεγάλες εκτιμήσεις όταν μιλάμε για την πρόληψη του πολλαπλασιασμού των συντριμμιών στην τροχιά της Γης.

Το ένα είναι η τεχνολογία καθαρισμού: Εταιρείες και κυβερνητικές πρωτοβουλίες επιδιώκουν να αναπτύξουν τρόπους για την απομάκρυνση των συντριμμιών από την τροχιά, όπως το Drag Augmentation Deorbiting Subsystem, ή ADEO, που αναπτύχθηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και την τεχνολογική εταιρεία High Performance Space Structure Systems, ή HPS GmbH. Το πρωτότυπο πανί πέδησης αναπτύχθηκε με επιτυχία από τον δορυφόρο ION τον Δεκέμβριο του 2022, σύμφωνα με την ESA.

Η τεχνολογία του πανιού «παρέχει μια παθητική μέθοδο αποδρομολόγησης αυξάνοντας το φαινόμενο της ατμοσφαιρικής επιφανειακής αντίστασης», αναφέρεται σε ανακοίνωση της ESA, με στόχο να προκαλέσει την ταχύτερη κάθοδο ενός παροπλισμένου δορυφόρου και να καεί στη γήινη ατμόσφαιρα χωρίς συντρίμμια.

Οι μέθοδοι αυτές, ωστόσο, είναι πειραματικές και εξαιρετικά δαπανηρές, σημείωσε ο Renno. Και δεν είναι σαφές ποιος θα ήταν πρόθυμος να πληρώσει γι’ αυτές.

Η δεύτερη πτυχή είναι η ρύθμιση. Οι εμπειρογνώμονες της διαστημικής πολιτικής παρακολουθούν εδώ και χρόνια τις προσπάθειες για την υιοθέτηση νέων διεθνών κατευθυντήριων γραμμών ή εθνικών νόμων με στόχο να αποτρέψουν τις διαστημικές εταιρείες ή τους κακούς παράγοντες από το να ενεργούν ανεύθυνα.

Υπάρχουν κάποιες προσπάθειες που βρίσκονται στα σκαριά. Τον Σεπτέμβριο, τα Ηνωμένα Έθνη υιοθέτησαν το Σύμφωνο για το μέλλον.

Το έγγραφο, που εγκρίθηκε από τα κράτη μέλη, περιλαμβάνει 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 διαστήματος».

Η διατύπωση φαίνεται νεφελώδης και οι ειδικοί σε θέματα διαστημικής πολιτικής επισημαίνουν ότι τα Ηνωμένα Έθνη δεν διαθέτουν κανένα μέσο επιβολής.

Ίσως πιο πρακτικό, δήλωσε ο Renno, είναι τα επιμέρους έθνη να θεσπίσουν νόμους για τους εμπλεκόμενους φορείς του διαστήματος. Και πιστεύει ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες θα πρέπει να αναλάβουν ηγετικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία.

Ο Reddy του Πανεπιστημίου της Αριζόνα συμφώνησε.

«Νομίζω ότι η μεγαλύτερη ανησυχία είναι η έλλειψη κανονισμών», είπε. «Νομίζω ότι η ύπαρξη κάποιων κανόνων και κατευθυντήριων γραμμών που (προτείνονται) από τη βιομηχανία θα βοηθήσει πολύ».

Με πληροφορίες από CNN

Tags