To koniec z misjami kosmicznymi? Chodzi o emisje gazów cieplarnianych
Szkodliwość uwalnianych do atmosfery przez człowieka gazów cieplarnianych sięga dalej, niż dotychczas myśleliśmy. Najnowsze badania wskazują, że mogą one wydłużać czas pozostawania śmieci kosmicznych na niskiej orbicie okołoziemskiej.
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.
Niska orbita jest wyzwaniem inżynieryjnym. Emisja gazów cieplarnianych zwiększy problem
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
