To koniec z misjami kosmicznymi? Chodzi o emisje gazów cieplarnianych

Jeszcze 100 lat temu jedynym satelitą, jaki krążył wokół Ziemi, był ten naturalny - Księżyc. Rewolucja rozpoczęła się 4 października 1957 roku wraz z wysłaniem przez ZSRR sztucznego satelity SPUTNIK 1. Z opublikowanego w połowie 2024 roku raportu Polskiego Instytutu Ekonomicznego (PIE) "Gospodarka kosmiczna", który powstał we współpracy z Polską Agencją Kosmiczną (PAK), wynika, że w przestrzeni kosmicznej obecnie jest ponad 12,8 tys. satelitów, z czego 11,3 tys. znajduje się na orbicie Ziemi, jak przekazała Polska Agencja Prasowa w ubiegłym roku.

- Liczba wysłanych satelitów w 2023 r. jest o 1170 proc. większa niż w 2013 r. Od 2017 r. do kwietnia 2024 r. wysłano więcej satelitów niż od początku ery kosmicznej do 2016 r. W latach 2016-2023 średni roczny wzrost liczby wysyłanych obiektów na orbitę Ziemi wynosił prawie 50 proc. - wyliczyli autorzy raportu.

W lutym 2025 roku liczba samych satelitów Starlink wyniosła ponad 7 tysięcy. A to dopiero początek, bowiem przemysł kosmiczny dynamicznie się rozwija i kolejne firmy chcą być obecne w kosmosie, nie tylko ze względów naukowych. Zaczyna robić się ciasno, a jeśli doliczymy śmieci kosmiczne, także niebezpiecznie, bo obiekty (pow. 1 milimetra) obecnie w kosmosie liczymy już w milionach.

Nowe badania wskazują, że być może w najbliższych latach będziemy musieli ograniczyć naszą ekspansję, a wynika to z bardziej przyziemnych problemów, jakimi są nadmierne emisje gazów cieplarnianych. W scenariuszu zakładającym utrzymanie wysokich dostaw zanieczyszczeń zmniejszy się liczba satelitów, które będą mogły bezpiecznie działać i to już do 2100 roku. Będzie konieczne nałożenie ścisłych ograniczeń, co pozwoli uniknąć zjawiska zwanego syndromem Kesslera, tj. sytuacji, w której kosmiczne śmieci nagromadzone na niskiej orbicie okołoziemskiej zderzają się ze sobą, generując w ten sposób nowe szczątki, które z kolei ponownie się ze sobą zderzając, generują jeszcze więcej odłamków.

- Zmiany klimatyczne i gromadzenie się śmieci na orbicie to dwa pilne problemy o nierozerwalnym globalnym znaczeniu, wymagające zjednoczonego działania - pisze zespół kierowany przez inżyniera lotnictwa Williama Parkera z Massachusetts Institute of Technology (MIT). - Zrozumienie i poszanowanie wpływu, jaki środowisko naturalne ma na naszą zbiorową zdolność do działania na niskiej orbicie okołoziemskiej, ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania eksploatacji tego reżimu i ochrony go dla przyszłych pokoleń.

Wiele satelitów pracuje na niskiej lub nawet bardzo niskiej orbicie, rzędu 300-350 kilometrów, zwłaszcza te, które zajmują się obrazowaniem Ziemi. Problem w tym, że na tej wysokości znajduje się jeszcze szczątkowa atmosfera, która sprawia, że obecne tam urządzenia naturalnie hamują i trzeba korygować ich tor poruszania się. Gdy odnotowujemy znaczne rozbłyski na Słońcu i większą dostawę energii do Ziemi, wówczas atmosfera kolokwialnie nazwijmy to - nieco puchnie, zwiększając opór, jaki napotykają satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej. To naturalne hamowanie jest też naszym sprzymierzeńcem w oczyszczaniu przestrzeni z niedziałających satelitów. Po pewnym czasie wchodzą one w atmosferę i się spalają.

Gazy cieplarniane, co pokazały badania, powodują kurczenie się termosfery - warstwy atmosfery znajdującej się między 85 a 600 kilometrów. Naukowcy odkryli, że zmniejszenie gęstości termosfery, będące skutkiem wzrostu emisji gazów cieplarnianych, powoduje również zmniejszenie oporu, jaki napotykają satelity, czyli delikatnego efektu hamowania wywieranego na obiekt.

Z jednej strony to dobra wiadomość, bowiem zmniejsza konieczność wykonywania korekt wysokości. Z drugiej, sprawi, że niepotrzebne satelity będą potrzebowały więcej czasu na deorbitację, co w istotny sposób zwiększy liczbę śmieci w przestrzeni kosmicznej. W najgorszym scenariuszu do 2100 roku nastąpi nawet 60-procentowa redukcja wydajności w okresie maksimum aktywności słonecznej i aż 82-procentowa redukcja wydajności w okresie minimum aktywności słonecznej.

Ale spokojnie, na razie nie jesteśmy nawet blisko pojemności Kesslera. Wokół Ziemi, jak zaznaczają naukowcy, może działać jeszcze miliony satelitów. Dobrze byłoby jednak pomyśleć o problemie, zanim zrobi się tam na tyle tłoczno, że ściągnięcie niedziałających urządzeń będzie większym problemem.

Źródło: Science Alert
Literatura: Parker, W.E., Brown, M.K. & Linares, R. Greenhouse gases reduce the satellite carrying capacity of low Earth orbit. Nat Sustain (2025). https://doi.org/10.1038/s41893-025-01512-0