Kosmoseprügi rohkus ohustab juba me mõnusat elu: kuidas sellest vabaneda?

 (22)
Kosmoseprügi rohkus ohustab juba me mõnusat elu: kuidas sellest vabaneda?
Foto: AP

Esimene satelliit jõudis Maa orbiidile juba enam kui 55 aastat tagasi.

Paraku on kosmosevallutuste pahupoolena nüüdseks orbiidile tekitatud korralik "kosmoseprügimägi", mis üha enam probleeme tekitama kipub, kirjutab ajakiri Tehnikamaailm.

Mullu 4. oktoobril möödus 55 aastat kosmoseajaloo ühest meeldejäävaimast päevast, mil N. Liit saatis orbiidile esimese satelliidi. See tähendas ühtlasi kosmosevõidujooksu algust – 31. jaanuaril 1958 sai samaga hakkama ka USA.

Kahe riigi võidujooksust on praeguseks saanud mitmete riikide ühised ja eraldiseisvad kosmoseprojektid – ilmaruumi on avastama saadetud nii Hubble'i teleskoop kui rahvusvaheline kosmosejaam ISS; inimkonna maapealse mugavama toimimise nimel tiirleb ümber Maa tuhandeid GPS-, kommunikatsiooni-, ilma-, televisiooni- ja raadiosatelliite.

Töötavate satelliitide kõrval tiirlevad orbiidil ka oma eluea ära elanud objektid: rakettide osad, hüljatud kosmoselaevad, tahke raketikütus jpm, kuni miljonite väikeste värvitükkideni välja – ehk siis elemendid, mis kokku moodustavad ühe korraliku kosmoseprügimäe.

Prügimäele kohaselt on sortiment lai ja sisaldab kõike, mis orbiidil kogemata lendu lastud – nii on kaotatud kindaid, mutrivõtmeid, kaameraid jpm.

Kõige mainitu hulgas teevad oma lugematuid tiire orbiidil ka mõned esimestest kosmoseavastajatest – ahvid, šimpansid ja koerad, kel Laika kombel surnult või hilisemate õnnelikemate reisijate kombel elusalt tagasi pöörduda ei õnnestunud.

Seotud lood:

Euroopa kosmoseagentuuri (ESA) andmetel on orbiidil umbes 22 000 enam kui kümne sentimeetrise läbimõõduga objekti, millest vaid 1100 on töötavad satelliidid.

NASA andmetel tiirleb orbiidil lisaks veel vähemalt pool miljonit 1-10 cm suurust eset ning üle 100 miljoni alla sentimeetrist objekti.

Enamus neist asub madalal (LEO – Low Earth Orbit) orbiidil kuni 800 km kõrgusel. Televisiooni- ja ilmasatelliidid saadetakse kõrgemale, Maa pöörlemisega vastavuses olevale geosünkroonsele (GEO) orbiidile - umbes 35 800 km kõrgusele.

Sellest umbes 300 km kõrgemal asubki nn surnuaia orbiit, kuhu kasutuks muutunud satelliidid jalust ära saadetakse.

Paljude ekspertide hinnangul on orbiidile kogunenud juba nii palju prügi, et samas tempos jätkates võib seal manööverdamine sajandi keskpaigaks keeruliseks muutuda.

Juba praegu ristuvad kosmoseprügi teekonnad üha tihedamini töös olevate satelliitide ja kosmoselaevadega. Rahvusvahelist kosmosejaama ISS manööverdatakse prügiohu korral regulaarselt turvatsoonis, mis hõlmab 0,75 km nii jaama kohal ja all kui ka 25 km igasse suunda laiuvat ruumi.

Mõned aastad tagasi saadi paar-kolm hoiatust kuus, nüüd võtab kosmosejaam neid vastu mitu korda nädalas.

USA kaitseministeerium koos NASAga jälgib kõiki enam kui 10 cm suuruseid tükke, sellest väiksema läbimõõduga objektide jälgimine on aga äärmiselt keeruline.

Probleem on tõsine, kui pidada silmas kosmoseprügi rohkust ning kiirust (umbes 28 000 km/h). Nii on suureks ohuks ka kõige väiksemad tükid, rääkimata halekoomilisest võimalusest, et mõni satelliit või kosmoselaev peaks hukka saama kokkupõrkes ammu kaotatud kindaga...

Kiiret lahendust ei ole

Isegi peatades kõik lennud ja satelliitide kosmosesse saatmised, kasvaks prügi hulk orbiidil ikka edasi. Nimelt on kosmoseprügil omadus end ise juurde toota – seda kokkupõrgete tõttu, mis kosmoseprügi rohkuse tõttu on muutunud paratamatuseks.

Sellise teooria rajasid Donald Kessler ja Burton Cour-Palais juba 1978. aastal. Esimest korda leidis aga Kessleri sündroomi nime all tuntuks saanud teooria kinnitust aastal 2009, kui 800 km kõrgusel Siberi kohal põrkasid kiirusel 42 100 km/h kokku mittetöötav Vene sõjaväe kommunikatsioonisatelliit Kosmos 2251 ja USA kommunikatsioonisatelliit Iridium 33.

Kokkupõrke tulemusena tekkis 500–1300 km kõrgusele umbes 2000 enam kui 10 cm läbimõõduga tükki, lisaks veel sadu tuhandeid väiksemaid.

Hinnanguliselt on umbes 10% kogu viimase 55 aasta jooksul moodustunud kosmoseprügist selle üheainsa kokkupõrke tulemus.

Ja see oli alles üha kasvavate ja kiirenevate kokkupõrgete ahelreaktsiooni algus. Oma osa andsid siia ka hiinlased, kui purustasid 2007. aastal raketiga oma kasutuks muutunud ilmasatelliidi Feng Yun 1C– tulemuseks umbes 3000 suuremat kui 10 cm kosmoseprügi tükki.

Loe veel

Mittesekkumise korral võib selline tendents viia kogu orbiidi kasutuks muutumiseni – pääs kosmosesse oleks täielikult takistatud. Lisaks kosmosevallutuslike ambitsioonide mahamatmisele tuleks sellisel juhul loobuda ka sellistest mugavustest nagu internet, GPS, digitelevisioon jpm.

Jäädes truuks põhimõttele "kõik, mis läheb üles, tuleb ka alla", põhjustab kosmoseprügi aeg-ajalt segadust ka maapinnal.

1978. aastal värises inimkond alla kukkuda ähvardanud NSVLi sõjaväesatelliidi ees – lisaks antennidele, mutritele ja poltidele olid selle kandamiks tuumareaktorid...

Satelliidi tükid langesid maailmalõppu kaasa toomata Põhja-Kanadasse, kuid NSVL tasus reostusest tulenevate kahjude hüvitamiseks mitmeid miljoneid dollareid.

Suurimate langejatena on ajalukku läinud 130 tonni kaalunud kosmosejaam Mir, mille märjaks hauaks sai Vaikne ookean Fidži lähistel, ning 70 tonni kaalunud USA kosmosejaam Skylab, mis kukkus 1979. aastal Lääne-Austraaliasse.

2006. aastal tuli USA reisilennukil kõrvale põigata Vene luuresatelliidi Maale kukkuvast jupist. Teadaolevalt on kosmoseprügi 1997. aastal isegi inimest tabanud – Lottie Williams pidas Delta II raketi osaga pihtasaamist võrreldavaks löögiga tühja limonaadipurgiga!

Veelgi väiksema kosmoseprügi tükiga pihta saamised on seega võinud üldse märkamatuks jääda.

Me ei oska koristada!

Kosmoseprügiga tuleb vähemalt praegu leppida. Kuid olles vallutanud kosmoses Maalähedased orbiidid ja alustanud teekonda sealt kaugemale, oleks narr lasta kogu sel pingutusel tühja joosta ainult selle pärast, et inimkond ei ole õppinud enda järelt koristama.

Sama meelt on ka paljud kosmoseuurijatest helgemad pead, kes on mõelnud välja rohkearvuliselt ideid kosmosepeatüki jätkusuutlikkuse kindlustamiseks.

Ideid genereerides on tulnud läbi mõelda palju keerulisi aspekte nagu prügiobjektide liikumiskiirus, erinevad suurused, aga ka lisaprügi tekitamise oht – kas prügikoristaja võimalik prügiks muutumine või püütava prügi kogemata purustamine püüdja poolt.

Enne nende ideede ellu viima hakkamist tuleks alustada rahvusvaheliste eeskirjade järgimise ning enda-järelt-tuleb-siiski-koristada stiilis vastutustundliku suhtumise juurutamisest.

Agentuurideülese kosmoseprügi koordinatsiooni komitee IADC, mis ühendab kõiki suurimaid kosmoseagentuure (sh selle asutajaliikmed ESA ja NASA), eeskirjad näevad ette kosmosemasina saatmist LEO-orbiidilt Maa atmosfääri hiljemalt 25 aastat pärast missiooni lõpetamist.

GEO-orbiidil olevate satelliitide allasaatmine on keerulisem ja nii näevad eeskirjad ette nende suunamise viimase allesoleva kütusejäägi abil esialgu surnuaia orbiidile. Paraku on aga täiesti tavaline jätta oma prügi lihtsalt selle algsele orbiidile vedelema.

Isegi kui eksisteeriksid sobivad meetodid kosmoseprügi eemaldamiseks tingimustes, kus mõni jupike kujutaks otsest ohtu töötavale satelliidile või kosmosejaamale, ei saa seda lihtsalt niisama orbiidilt eemaldada.

Mis siis et prügi – juriidiliselt on tegu esialgse omaniku varaga, kelle loata ei tohi jupikestki hävitada või kahjustada. Jõudmaks rahvusvaheliste mereseadustega sarnasele tasemele, mille kohaselt on igaühel õigus eemaldada merelt hüljatud laev, on vaja tahet ja ühist tegutsemist.

Koodeks tuleb... või ei tule

Esimese tõuke kosmoseagentuuride ja rahvaste koostööks kosmoseprügiga tegelemise vallas andis alles 2009. aastal toimunud Kosmos 2251 ja Iridium 33 kokkupõrge.

Ja esialgu tähendab see koostöö kõigest orbiidil tiirlevate objektide ühist jälgimist, mida koordineeritakse USAst – täpsemini küll jagatakse infot ja hoiatusi teistele kosmoses seiklevatele rahvastele võimalikest kokkupõrgetest kosmoseprügiga.

Euroopa ja USA ühine töö kosmosekoodeksi kallal võiks anda tulemusi kosmoses tegutsemise reeglistiku ning selle juurutamise näol.

Koodeksi kriitikud USAs nimetavad sellist koostööd reegleid armastavate eurooplastega suisa ohtlikuks – see takistavat USAl kosmoses oma antiballistilise raketisüsteemi väljatöötamist (ühtlasi ka selle testimist).

Asjaga seotud kõrge ametnik teatas selgelt, et USA ei kirjutaks alla millelegi seaduslikult siduvale – kas saab siis üldse rääkida koostööst või hoopis agendadest? Tahtmatult tekib mõte, et nii USA kui ka kõigi teiste "julgeolekuhuviliste" rahvaste turvalisus saaks kosmosest vaadatuna tagatud päeval, mil kosmoseprügi orbiidi täielikult üle võtaks – siis ei jääks enam võimalust kellegagi võistlemiseks või kellegi üle trumpamiseks.

Töö kosmosekoodeksi kallal jätkub nii erinevate riikide, kosmoseorganisatsioonide kui teiste ühendustega koos.

USA on nimetanud ELi vabatahtliku koodeksit võimalikuks platvormiks tulevasele, kõikidele sobiva ja mitte kellegi kosmoseambitsioone takistavale uuele koodeksile.

Loodame, et rahvad tulevad kokku, jätavad seljataha kosmose võidujooksu ja alustavad tõsist tööd selle üksmeelse koodeksi loomise nimel, mille alusel praht ükskord kosmosest kokku koristatud saaks ja Maa ei muutuks ainsaks omaloodud rõngastega planeediks päikesesüsteemis!

***

Kuidas orbiiti koristada?

Harpuunimine

Astrium UK idee on saata orbiidile prügi taga ajama umbes 30 cm suuruste harpuunidega varustatud satelliidid, mida juhitaks kuni viimase laadungiga kavandatud ärapõlemiseni Maa atmosfääris.

Harpuunide puhul tuleb eriti hoolas olla kütusepaakidega, mille seinu läbistades võivad need plahvatada ning prügi kogust hoopiski suurendada.

CleanSpace One

Kombitsatega varustatud kastikujulise koristajasatelliidi eesmärk oleks haarata kinni kosmoseprügist, koguda seda enda sisemusse ning kui kast on täis, siis viia see endaga enesetapumissioonile.

Šveitsi teadlaste töö vili võib saada üheks esimeseks kosmoseprügi orbiidilt eemaldajaks. Missioon, mille eesmärgiks on alla tuua üks (samuti Šveitsi) satelliit, on kavandatud aastaks 2016.

CubeSail

Kõrgetel orbiitidel leidub väikeses koguses õhumolekule, mis pika aja jooksul pidurdavad kosmoseprügi ning suunavad selle lõpuks Maa atmosfääri.

Päikesepuri CubeSail kinnituks kosmosprügi külge, kasutaks ära seda pidurdust ning kiirendaks päikeseenergia abil teekonna lõpuni jõudmist Maa atmosfääris.

Loomuliku mitmekümne aasta asemel viiks CubeSail selle protsessi lõpuni kõigest paari aastaga.

Tulevikus võib CubeSail saada kõigi kosmosesõidukite standardvarustuseks – erinevalt tavapärastest süsteemidest ei takista seda kütuse ootamatu lõppemine ning tõenäoliselt on päikesepuri võimeline funktsioneerima ka missiooni lõppemisel.

NASA Nanosail-D missiooni lõpule viimine möödunud aasta septembris kinnitas idee toimimist.

Laserid

Maalt suunataks laserkiir kosmoseprügi konkreetsele tükile, mis pidurdub selle tulemusel piisavalt, et Maa atmosfääri langeda.

Tehnoloogia eksisteerib kasutamiseks valmis kujul juba 15 aastat, küll aga muretsevad kosmoseriigid selle võimaliku kasutamise pärast – kas ei tähendaks see siis mitte tehnoloogia omaniku võimet ja tahet alla sikutada ka konkurentide töötavaid satelliite?

Võrgud

Jaapanlaste õhuruumi uuringute agentuur (JAXA) plaanib saata satelliidiga orbiidile koostöös kalastusvõrkude tootjaga valmistatud tugeva metallist võrgu, mille eesmärk oleks paari nädala jooksul koguda kokku võimalikult palju kosmoseprügi.

Prügikoristusteekonnal laetakse võrk elektriga ning missiooni lõppedes tõmmatakse magnetite abil Maa atmosfääri.

Selle meetodi puhul jääb vaid loota, et võrgud orbiidilt ka koos mõne kasutusel oleva satelliidiga Maale ei sajaks...

Gaasitamine

Boeing patentis hiljuti idee, mille kohaselt oleks tarvis kosmoseprügi pihustada mõne krüogeense gaasiga.

Sellest tekkinud pilv kaoks vaid sekunditega, kuid pidurdaks kosmoseprügi kiirust niivõrd (arvutuste kohaselt 0,2 km/s), et see langeks Maa atmosfääri ja seal ära põleks.

Boeingu meetod võib olla ühtlasi üks puhtamaid mooduseid kosmoseprügist vabanemiseks. Gaasi kandev rakett ise lendaks vaid 100 km kõrgusele kosmose piirini, kust ta on võimeline piserdama gaasi kuni 600 km kõrgusele, et siis tagasi Maale langeda.

Phoenix

Tõeliselt ambitsioonikas tulevikuprojekt, mis oleks meeltmööda kõikidele keskkonnasõpradele ja taaskasutamise fännidele.

Nimelt plaanib DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) töötada välja tehnoloogiad surnuaia orbiidil erinevatelt satelliitidelt (loomulikult koostöös omanikega) varuosasid hankides vanade satelliitide parandamiseks ning uute algusest lõpuni kokku panekuks, seejuures ilma kordagi maale laskumata.

Ülesande keerukust aitab ehk mõista tõsiasi, et mitte ükski seni üles saadetud satelliitidest ei ole kokku pandud, pidades silmas nende võimalikku jupphaaval lahti võtmist.

Teised ideed

sisaldavad veel kosmoseõhupallide, kosmoseprügi ette loodava veemüüri, tuumakütusega varustatud 15aastase tööajaga prügi alla müksaja, volframitolmu, elektrostaatiliselt laetud roboti, atmosfääri gaaside impulsside jpm rakendamist.

Enamik ideedest vajab aga veel hulgaliselt raha- ja ajanõudlikku arendustööd. Mitmete ideede puhul tuleks ka ehk enne rakendamist küsida, kas meie ookeanid ja asustamata piirkonnad on ikka sobilikud kosmoseprügi uute asupaikadena (kuna kõik suuremad tükid ei põle atmosfääri sisenedes täielikult ära).

Foto: Tehnikamaailm

Jäta kommentaar
või kommenteeri anonüümselt
Postitades kommentaari nõustud reeglitega
Loe kommentaare Loe kommentaare