Kdo bi moral plačati odstranjevanje vesoljskih odpadkov?

Visoko v zemeljski orbiti kroži več milijonov predmetov, ki jih je v zadnjih desetletjih ustvaril človek. Od neaktivnih satelitov do kovinskih fragmentov iz eksplozij in trkov – vsi ti delci, ki potujejo s hitrostmi nad 24.000 kilometrov na uro, predstavljajo naraščajočo nevarnost za satelite, vesoljska plovila in posadke na misijah. Tudi manjši predmeti lahko zaradi orbitalnih hitrosti povzročijo resne poškodbe, opozarjajo raziskovalci s Stevensovega tehnološkega inštituta, kjer proučujejo tehnične in ekonomske možnosti za zmanjšanje tveganj.

V orbiti je več kot 100 milijonov delcev, manjših od 1 centimetra, navaja docent Hao Chen, ki se ukvarja z načrtovanjem vesoljskih sistemov. Po njegovih besedah lahko že droben košček hitro poškoduje ključne komponente satelita: „Tudi če droben, petmilimetrski predmet zadene sončno celico ali sončni niz satelita, ga lahko zlomi.“ Zaradi velike gostote delcev morajo operaterji pogosto izvajati manevre izogibanja, kar povečuje porabo goriva in stroške delovanja.

Tveganja ne zadevajo le opreme, temveč tudi ljudi. Na Mednarodni vesoljski postaji astronavti občasno delajo zunaj plovila, kjer jih lahko zadene hitro potujoč fragment. Chen opozarja, da je tak scenarij „res nevaren“, saj ima lahko tudi majhen delček pri orbitalnih hitrostih uničujoč učinek.

Visoki stroški odstranjevanja odpadkov in pomanjkanje spodbud

Sistemi za odstranjevanje odpadkov so tehnološko zahtevni, njihovo uvajanje pa ovirajo visoki stroški in neurejene mednarodne obveznosti. Države in podjetja nimajo finančnih spodbud, da bi izvajala sanacijo, manjkajo pa tudi zavezujoči mehanizmi, ki bi uveljavili načelo „onesnaževalec plača“. Chen razmere opisuje kot stanje „kozmične svobode za vse“, kjer posledice bremena nosijo operaterji, ki se morajo izogibati trčenjem, ne pa povzročitelji odpadkov.

V najnovejši študiji, objavljeni v reviji Journal of Spacecraft and Rockets, je Chen s sodelavci analiziral možnosti, kako bi lahko bila sanacija ekonomsko privlačna za podjetja. V ospredje so postavili vprašanje, ali je mogoče ustvariti model, ki bi komercialnim akterjem dal razlog, da se vključijo v odstranjevanje odpadkov. „Želeli smo videti, ali obstaja kakšen potencial, da bi se komercialni akterji zanimali za odstranjevanje ruševin,“ pojasnjuje Chen.

Trije možni pristopi k sanaciji: od ponovnega vstopa do recikliranja

Raziskovalna ekipa je preučila tri scenarije: nenadzorovan ponovni vstop, nadzorovan ponovni vstop in recikliranje v orbiti. V vseh treh primerih bi bilo potrebno posebno servisno vozilo, zasnovano za zajemanje in usmerjanje odpadkov.

Pri nenadzorovanem ponovnem vstopu bi sanacijski satelit odpadke spustil na približno 350 kilometrov nad Zemljo. Fragmenti bi še nekaj časa krožili, nato pa bi v atmosferi bodisi zgoreli bodisi padli na površje. „Ali bo zgorel ali padel nekje na Zemlji, vendar ne vemo, kam,“ pojasnjuje Chen. Metoda je najcenejša, ker vozilu ni treba opravljati dolgih preletov.

Pri nadzorovanem ponovnem vstopu bi sanacijski sistem odpadke pripeljal na približno 50 kilometrov nad Zemljo, kar zahteva več energije. „Nadzorovan ponovni vstop je dražji, ker mora serviser spustiti odpadke bližje Zemlji in nato spet poleteti navzgor,“ pravi Chen.

V scenariju recikliranja v orbiti bi odpadke prepeljali do orbitalnega centra za predelavo. Ta možnost je logistično zahtevnejša, vendar bi lahko dolgoročno zmanjšala stroške, saj je aluminij – ena najpogostejših kovin v satelitih – dragocen material. Chen navaja, da izstrelitev enega kilograma tovora stane približno 1.500 dolarjev: „Torej, če vam ni treba izstreliti z Zemlje, je to prednost.“

Ekonomski model: kdo naj plača za čistejšo orbito?

V zadnjem delu študije so raziskovalci preučevali, kako bi lahko komercialne subjekte spodbudili k čiščenju. Uporabili so teorijo iger in Nashovo teorijo pogajanj, kjer sta glavni strani operaterji satelitov in podjetja, ki odpadke odstranjujejo. Chen poudarja, da sanatorji ruševin sami nosijo stroške tehnologije, misij in dela, medtem ko operaterji uživajo koristi varnejše orbite. „Brez neke finančne spodbude od tega v resnici ne pridobijo ničesar – krijejo vse stroške, medtem ko drugi žanjejo koristi.“

Operaterji pa imajo od urejene orbite neposredne koristi: manj manevrov pomeni manj stroškov, daljšo življenjsko dobo satelitov in manj tveganj. „Vendar pa sami ne storijo ničesar, da bi odstranili odpadke – le uživajo v čistejšem in varnejšem okolju,“ dodaja Chen.

Raziskovalna ekipa zato predlaga uvedbo pristojbin, ki bi jih plačevali operaterji in iz katerih bi se financirale misije odstranjevanja. „Potrebovali bomo nekaj agencij, ki bodo ustvarile spodbudo za sanatorje odpadkov,“ pravi Chen. Analiza kaže, da bi se s sanacijo ustvaril presežek, ki bi si ga lahko razdelili operaterji in izvajalci čiščenja.

Chen opozarja, da se bodo tveganja povečevala, dokler ne bo vzpostavljen učinkovit mehanizem sodelovanja: „To je tisto, kar je potrebno, da se približamo vesoljski industriji, ki je varnejša, bolj trajnostna in še vedno dobičkonosna.“

Miha D. Kovač

[Foto: Unsplash/Vesoljski teleskop Nasa Hubble]