Kosmiczne śmieci mogą uderzyć w samolot. Naukowcy obliczyli prawdopodobieństwo

Loty orbitalne, w tym mające na celu wynoszenie satelitów, a także loty w dalszy kosmos sprawiają, że przestrzeń powietrzna coraz częściej staje się miejscem przelotu powracających na Ziemię fragmentów rakiet oraz nieczynnych satelitów. Samoloty komercyjne co prawda latają na wysokościach maksymalnie 10-12 km, więc nie są w stanie uderzyć w obiekty pozostające na niskiej orbicie okołoziemskiej (zwykle 400-800 km), jednak realne zagrożenie pojawia się w momencie niekontrolowanego wejścia kosmicznych śmieci w gęste warstwy atmosfery. Problem może przybierać na sile, jako że na orbicie znajduje się obecnie ponad 2300 dużych korpusów rakiet, które w nadchodzących dekadach będą sukcesywnie i bez żadnej kontroli opadać na Ziemię.

Badacze z University of British Columbia w Vancouver odkryli niepokojący trend, który opisali na łamach "Scientific Reports" należącego do "Nature". Obliczyli oni prawdopodobieństwo, że w ciągu roku kosmiczne śmieci przetną popularne korytarze powietrzne. Wynosi ono obecnie ponad 25 proc. w korytarzach powietrznych nad Europą Północną, północno-wschodnimi Stanami Zjednoczonymi czy metropoliami Azji, a w skali globalnej ryzyko pojawienia się takich obiektów w międzynarodowej przestrzeni lotniczej sięga aż 75 proc. Nawet w bezpośrednim sąsiedztwie największych lotnisk szansa na pojawienie się szczątków rakiety wynosi niemal 1 proc. rocznie.

Obecnie systemy bezpieczeństwa opierają się na wielopoziomowym monitoringu obsługiwanym m.in. przez NASA Orbital Debris Program Office i ESA Space Debris Office, a także koordynacji działań między agencjami kosmicznymi a lotnictwem. Wojskowe i cywilne ośrodki nadzoru śledzą dziesiątki tysięcy krążących obiektów, dzięki czemu dostępne są aktualne prognozy dotyczące ich upadku z orbity. W sytuacjach krytycznych, gdy duży fragment zmierza ku Ziemi w sposób nieprzewidywalny, władze decydują się na czasowe zamykanie sektorów nieba lub wyznaczanie tras alternatywnych. Pomocne są tu procedury wypracowane przy okazji wybuchów wulkanów.

Mimo że w przeszłości dochodziło już do takich incydentów (np. wstrzymanie ruchu lotniczego nad częścią Europy w 2022 roku podczas upadku chińskiej rakiety Long March 5B, o którym pisaliśmy w GeekWeeku), kanadyjscy eksperci alarmują, że dotychczasowe środki mogą okazać się niewystarczające w obliczu tysięcy nowych satelitów, które trafiają na orbitę każdego roku.

Jak zapewnić bezpieczeństwo w obliczu rosnącej liczby kosmicznych śmieci, które mogą nam spaść na głowy? Eksperci z Kanady postulują zmianę podejścia do projektowania technologii kosmicznych. Nowoczesne jednostki coraz częściej są już konstruowane tak, by spalać się całkowicie lub posiadać systemy kontrolowanej deorbitacji nad oceanami. Wiele starszych lub tańszych konstrukcji nadal jednak nie spełnia tych standardów.

Naukowcy i organizacje międzynarodowe wywierają coraz silniejszą presję na rządy, by wprowadziły rygorystyczne i wiążące przepisy dotyczące utylizacji sprzętu po zakończeniu misji. Proponowane jest choćby zaostrzenie tzw. zasady 25 lat, która nakłada na operatorów obowiązek usuwania nieaktywnych obiektów z orbity w ściśle określonym terminie. Bez odgórnych regulacji kosztowne modyfikacje konstrukcyjne są zwykle spychane na dalszy plan przez podmioty komercyjne.

Obawy budzi też wpływ masowej deorbitacji na skład chemiczny górnych warstw atmosfery. Podczas gdy naturalne meteoroidy dostarczają głównie minerały bogate w magnez i krzem, to sztuczne satelity wprowadzają do atmosfery ogromne ilości aluminium. W trakcie spalania metal ten przekształca się w tlenek glinu, który może oddziaływać na ziemskie albedo, czyli zdolność planety do odbijania promieni słonecznych. Niekontrolowany wzrost stężenia tej substancji może wpłynąć na rozpraszanie promieniowania.

Szacuje się, że w ciągu najbliższych dekad masa aluminium wprowadzana do atmosfery przez spadające satelity może wzrosnąć o kilka tysięcy procent. Przypomina to niekontrolowany eksperyment geoinżynieryjny. Tlenek glinu jest niemal identyczny z cząstkami, które naukowcy od lat proponują wykorzystać do ochłodzenia planety. Mogłoby to "maskować" globalne ocieplenie, co na pozór brzmi dobrze, ale w rzeczywistości grozi gwałtownym skokiem temperatur, jeśli nagle zaprzestaniemy wysyłania satelitów. Rozpylanie aerozoli w stratosferze jest szerszym tematem wywołującym wiele kontrowersji i obaw.

Według najnowszych danych z początku 2026 roku wokół Ziemi krąży już ponad 17 tys. satelitów - zarówno aktywnych, jak i wyłączonych. To prawdziwa konstelacja, której liczebność mocno wzrosła w ostatnich latach. Dla przykładu w latach 2023, 2024 i 2025 trafiła do niej odpowiednio 2644, 2700 i rekordowe 4517 satelitów. Przodują w tym amerykańskie firmy, zwłaszcza SpaceX ze swoimi Starlinkami. Na podium znajdują się też Chiny i Rosja. Oprócz samych satelitów kataloguje się także śmieci kosmiczne na orbicie. Ich liczba przekracza już 32 tys.

Mimo tych alarmujących prognoz pasażerowie linii lotniczych mogą czuć się bezpiecznie dzięki sprawnie działającym procedurom ostrzegawczym. Ryzyko kolizji samolotu pasażerskiego z kosmicznym śmieciem faktycznie rośnie, ale wciąż pozostaje ono znikome i wynosi ok. 0,00023 proc. w skali roku. Statystycznie kilkukrotnie bardziej prawdopodobne są szkody w wyniku upadku meteoroidu o średniej wielkości (ok. 0,001 proc.) niż w przypadku odpadów antropogenicznych.

Choć prawdopodobieństwo bezpośredniego trafienia samolotu przez kosmiczny wrak pozostaje niskie, potencjalne skutki takiej kolizji byłyby katastrofalne. Współczesne lotnictwo jest przygotowane na te wyzwania, o ile rozwój technologii kosmicznych będzie podlegał zaostrzonym regulacjom bezpieczeństwa.

Źródło: Wright, E., Boley, A. & Byers, M. Airspace closures due to reentering space objects. Sci Rep 15, 2966 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-024-84001-2