Przemysł kosmiczny aktywnie się rozwija. Nigdy nie było tak wielu wystrzeleń rakiet nośnych, programów kosmicznych (i udanych) i innych obszarów pracy. Jedną z najbardziej aktywnych organizacji w tej branży jest SpaceX i powiązany z nią Starlink. Mówiąc obrazowo, powłoka kosmodromów SpaceX nie ma czasu na ostygnięcie, dlatego często startują z nich pojazdy nośne. Wszystko w porządku, ale organy regulacyjne i naukowcy dostrzegają kilka problemów związanych ze wzrostem aktywności podczas startów.

Od początku roku rakieta nośna SpaceX Falcon-9 wykonała już 70 udanych startów. W sumie do tej pory odbyły się 273 starty rakiet nośnych firmy. I oczywiście do końca roku planowane są dodatkowe premiery, w sumie powinno być ich jeszcze około 10.

Częścią tego jest fracht, czyli wystrzeliwanie w przestrzeń kosmiczną pojazdów firm, które płacą za wykorzystanie rakiety. Częściowo, działalność w ramach Starlink, spółka planuje zwiększyć liczbę satelitów w konstelacji do 42 tys.

Amerykańskie organy regulacyjne postrzegają to jako problem, gdyż według przedstawicieli tej organizacji ilość śmieci kosmicznych na orbicie Ziemi wzrasta, gdyż rakiety Falcon-9, choć nadają się do ponownego użycia, nadal zawierają w kosmosie pewne fragmenty strukturalne. Ponadto Starlink zarzuca się, że satelity spuszczane z orbity do atmosfery nie spalają się do końca, co oznacza, że coś spada na powierzchnię Ziemi, stwarzając zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi.

Ponadto na orbicie Ziemi znajduje się już duża liczba obiektów, takich jak zużyte satelity i ich fragmenty. W tej chwili na orbicie okołoziemskiej, w różnych odległościach, porusza się około 23 tysiące obiektów o średnicy 10 cm i większej, a jeśli mówimy o cząstkach mniejszych niż 1 mm, to jest ich już ponad 100 milionów (są to obliczenia czysto teoretyczne i jasne jest, że w teleskopie tego nie widać). Wszystkie te fragmenty, zwłaszcza te najmniejsze, nie wydają się stanowić problemu, ale poruszają się z prędkością 24 000 km/h.

Poszczególne cząstki co jakiś czas zderzają się ze sobą, rozbijając się na drobne fragmenty. Już w 1978 roku NASA pokazała scenariusz, w którym proces ten osiągnie etap, w którym orbita stanie się zupełnie nieodpowiednia do wystrzeliwania czegokolwiek. Urządzenia z Ziemi zostaną po prostu natychmiast zniszczone przez faktyczne śmieci.

Ponadto czasami śmieci kosmiczne spadają na powierzchnię, nie spalając się całkowicie w atmosferze, a FCC, amerykańska Federalna Komisja Łączności, oceniła ryzyko upadku fragmentów satelitów Starlink, które nie spłonęły w atmosferze, jako niskie. Następnie FAA, czyli Federalna Administracja Lotnictwa USA, przeprowadziła ocenę ryzyka, stosując inną metodologię. Eksperci z tej organizacji uważają, że ryzyko jest dość wysokie. A jakie jest to ryzyko?

Aby się tego dowiedzieć, FAA zleciła analizę sytuacji Aerospace Corporation, organizacji non-profit, która prowadzi finansowane ze środków federalnych Centrum Badań i Rozwoju.

Według raportu technicznego firmy Aerospace w 2021 r. roczne ryzyko, że co najmniej jedna osoba na pokładzie samolotu odniesie obrażenia lub zginie w wyniku zderzenia ze szczątkami statku kosmicznego, wynosi 0,1%. Zależy to w dużej mierze od ilości śmieci powracających na Ziemię. Aerospace szacuje, że każdy statek kosmiczny SpaceX może wyprodukować trzy kawałki śmieci, każdy o wadze 300 gramów. W związku z tym jest więcej fragmentów i ryzyko wzrasta.

Największą obecnie konstelacją satelitów jest konstelacja SpaceX Starlink. SpaceX twierdzi, że jego statek kosmiczny można w całości uratować, co oznacza, że nie ma żadnych odzyskanych części. FCC przyjęła twierdzenie SpaceX, że na orbicie nie ma żadnych śmieci.

Jednak według FAA, która opiera się na badaniu lotniczym, ryzyko dla statków powietrznych „wzrasta ponad 10 razy w stosunku do obecnego ryzyka”, w miarę jak konstelacje satelitów stają się większe, a coraz więcej satelitów jest usuwanych z orbity w przypadku ich awarii lub dobiegnięcia końca ich okresu eksploatacji i żywotności.

W związku z tym do 2035 r. prawdopodobieństwo, że co roku na Ziemi umrze jedna osoba, wzrośnie do 61%. Prawdopodobieństwo uszkodzenia samolotu w wyniku zderzenia z fragmentem śmieci kosmicznych i dalszej katastrofy samolotu wynosi 0,07%.

Przedstawiciele FAA uważają, że ryzyko jest zbyt duże i trzeba coś zrobić z działalnością SpaceX i Starlink. Z kolei SpaceX uważa to wszystko za błąd wynikający z przestarzałych technik.

W odpowiedzi firma SpaceX, reprezentowana przez głównego inżyniera Davida Goldsteina, stwierdziła, że Aerospace nie posiada specjalistycznej wiedzy, aby przeprowadzić odpowiednią analizę działania Starlink. Analitycy nie mają też konkretnych szczegółów prac, tj. zarówno rakiet nośnych, jak i samych satelitów. W związku z tym analiza zawiera „śmieszne, niedokładne i nieuzasadnione” twierdzenia.

Według przedstawicieli SpaceX eksperci z branży lotniczej mogli po prostu zażądać brakujących danych, ale tego nie zrobili. Cóż, przedstawiciele FAA „przyjęli raport bez jakiejkolwiek weryfikacji, a następnie przekazali tę informację Kongresowi”. Sama metodologia Aerospace opiera się na 23-letnim badaniu NASA, które badało satelity Iridium i ich potencjalne zagrożenie dla lotnictwa i ludzi. Materiały, z których te satelity są wykonane, ich konstrukcja itp. bardzo różnią się od tego, co jest stosowane i wykorzystywane w Starlinku.

„Ta analiza nie dotyczy satelitów SpaceX, między innymi dlatego, że satelity Iridium nie zostały nawet zbudowane tak, aby można je było całkowicie zniszczyć” – stwierdził SpaceX.

„Satelity Iridium analizowane pokolenie temu w badaniu NASA nie są podobne pod względem materiałów, konstrukcji, orbity ani zasad działania do satelitów SpaceX ani żadnego innego satelity znajdującego się obecnie na orbicie okołoziemskiej…” – stwierdził Goldstein.

Skrytykował także FAA za „ignorowanie innych systemów satelitarnych, takich jak Amazon Project Kuiper, OneWeb lub którykolwiek z systemów komunikacji satelitarnej opracowanych i wdrożonych przez Chiny”, a także zanieczyszczenie światłem/radiem.

Satelity Starlink są również krytykowane przez astronomów. Twierdzą, że tysiące nowych obiektów na orbicie stwarzają poważne wyzwania w obserwacjach kosmosu. Po raz pierwszy zwrócono na to uwagę w 2019 r. i od tego czasu liczba skarg rośnie.

Tego lata zespół astronomów stwierdził, że floty satelitów zakłócały pracę największych obserwatoriów radioastronomicznych na świecie, powodując dla nich zakłócenia. W szczególności astronomom udało się wykryć fale radiowe o częstotliwościach od 110 do 188 MHz w przypadku 47 z 68 obserwowanych sond. Przedział ten obejmuje również chroniony zakres częstotliwości 150,05–153 MHz, który Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny przeznaczył do obserwacji radioastronomicznych, mówi Ses Bassa, badacz z Holenderskiego Instytutu Radioastronomii (ASTRON).

Dochodzenie jest nadal w toku, ale SpaceX przedstawiło już wcześniej dowody na to, że satelity komunikacyjne należące do Starlink całkowicie spalają się, gdy opadną w atmosferę. W odniesieniu do zanieczyszczenia światłem podjęto już odpowiednie środki. SpaceX wystrzeliło 22 satelity Starlink V2 z nową lustrzaną powłoką. Jest to dielektryczna folia lustrzana o wysokim współczynniku odbicia. Firma twierdzi, że powłoka sprawi, że satelity będą mniej widoczne z Ziemi, co ułatwi obserwacje astronomiczne. Czy to pomoże, czy nie, czas pokaże.

Jeśli chodzi o walkę ze śmieciami kosmicznymi, nie jest to tylko problem Starlink, ponieważ na orbicie okołoziemskiej działają również inne firmy/organizacje. Obecnie organy regulacyjne w różnych krajach próbują podjąć różne środki, aby rozwiązać ten problem.

Przykładowo jeden z dokumentów ISO stwierdza, że wszystkie statki kosmiczne po zakończeniu swojej pracy powinny zostać usunięte z orbity i wysłane w atmosferę ziemską lub przeniesione na tzw. orbitę utylizacyjną, która jeszcze niczemu nie zagraża.

Istnieją również różne rodzaje projektów prywatnych:

• Space Sweepers to opracowany przez japońską firmę robot sprzątający, który może wyrzucać śmieci kosmiczne z orbity do atmosfery ziemskiej. Firma, która go rozwija, nazywa się Astroscale.
• RemoveDEBRIS to projekt Europejskiej Agencji Kosmicznej, w którym wykorzystuje się harpuny, sieci i lasery do wychwytywania i usuwania śmieci z orbity.
• CleanSpace One to projekt Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii w Lozannie (EPFL). Ma na celu stopniowe oczyszczanie orbity Ziemi ze śmieci kosmicznych.

Generalnie takich projektów jest wiele, ale większość z nich to czysta teoria, tylko nieliczne przeszły jakiekolwiek testy praktyczne i nic nie działa na bieżąco. Zatem walka ze śmieciami również jest kwestią czasu, chociaż ponoć sam SpaceX opracowuje własny program „czyszczenia orbity”.