Os detritos espaciais são tão perigosos? Por onde começar a limpar as órbitas? Que problemas jurídicos precisam ser resolvidos para isso? Quais projetos são oferecidos? O correspondente de "RG" fala sobre isso com Vladimir Agapov, um pesquisador sênior do Instituto de Matemática Aplicada em homenagem a V. I. M. V. Keldysh, que é o chefe da organização da Academia Russa de Ciências sobre o problema dos detritos espaciais.
Então, as principais potências espaciais, a partir de palavras sobre o perigo da poluição do espaço, finalmente decidiram começar a trabalhar. Os pioneiros serão os japoneses, que testarão esse sistema de limpeza em fevereiro. Mas é realmente tão relevante? Afinal, com o passar dos anos, fala-se muito sobre o perigo do lixo, mas em geral nenhum acidente grave aconteceu por causa dele. Talvez deixe voar, e não precisa gastar muito dinheiro?
Vladimir Agapov: Vamos primeiro descobrir do que, de fato, estamos falando. O que são detritos espaciais? De acordo com especialistas, mais de 650 mil objetos diferentes com mais de um centímetro de tamanho giram em torno da Terra. Destes, apenas os grandes são rastreados atualmente, com mais de 10 centímetros, dos quais cerca de 22 mil. As outras centenas de milhares estão incógnitas, "Sr. X". Mas existem ainda menores, cerca de um milímetro, seu número é estimado em cerca de 3,5 milhões de objetos.
O mais desagradável é que essa armada está em constante crescimento. Não só porque cada vez mais veículos são enviados ao espaço, que, no final, também viram lixo. O problema é que a própria "sujeira" não é passiva. Afinal, os fragmentos que voam com grande velocidade colidem uns com os outros, são destruídos, dando origem a centenas e milhares de novos objetos por muitos anos. Não é por acaso que a ISS e outras espaçonaves estão sendo retiradas do curso de uma provável colisão com lama espacial com frequência crescente.
Mas quando eles falam sobre como evitar colisões, então estamos falando apenas sobre fragmentos suficientemente grandes que são constantemente rastreados por localizadores e telescópios especiais. Mas há muito mais placer pequeno em órbita, que ninguém pode rastrear, mas que também é extremamente perigoso. É sabido que após o pouso, microfissuras de dimensões tão críticas foram reveladas nas janelas frontais de uma série de espaçonaves que uma despressurização completa da espaçonave poderia ocorrer. Percebendo todos esses problemas, as potências espaciais intensificaram dramaticamente seu trabalho no combate aos detritos espaciais. Aqui não se deve perder tempo, não se deve levar a situação ao limite, quando o problema está maduro demais e será tarde demais.
Mas os japoneses já estão prontos para serem os primeiros a começar a limpar …
Vladimir Agapov: Isso não é totalmente verdade. Trata-se apenas de testar uma das muitas opções. Sem dúvida, é importante, mas antes, chamar a atenção para o problema. Na verdade, antes de levar a sério projetos concretos, é necessário fazer um inventário de todos os detritos espaciais. Onde e o que voa, quão perigosos são esses objetos. No momento, não temos um quadro completo. Em órbitas baixas, até três mil quilômetros acima da superfície da Terra, cerca de 80 por cento dos detritos "balançam", em alta, e principalmente geoestacionária, que fica a cerca de 36 mil quilômetros acima da Terra, e em órbitas elípticas intermediárias - os 20 restantes por cento.
Parece que precisamos urgentemente pegar órbitas baixas, onde a maior parte dos destroços foi coletada. Mas, por outro lado, a órbita geoestacionária não é menos importante para nós - afinal, cerca de 430 veículos estão operando atualmente, cada um custando dezenas, ou mesmo centenas de milhões de dólares. Graças a eles, temos Internet, TV via satélite e uma série de outras comodidades. E, ao contrário das órbitas baixas, existe apenas um geoestacionário e não podemos perder um recurso natural tão único.
Ou seja, antes de pegar o esfregão espacial, você precisa decidir quais são as prioridades?
Vladimir Agapov: Claro. E não é necessário começar com terra grossa. Pode acontecer que ele voe onde não há dispositivos ativos. É melhor não tocar em tais fragmentos no futuro próximo, especialmente se eles não colidirem uns com os outros. Mas não basta destacar um agrupamento perigoso, já é necessário compreender nele o que é mais perigoso. Ou seja, construa uma árvore de prioridades. E só depois comece a gastar dinheiro na limpeza das órbitas. Caso contrário, o efeito de toda essa limpeza será mínimo.
Ou talvez, em paralelo, os países devam concordar em não jogar lixo em nada? Parar a poluição?
Vladimir Agapov: Por iniciativa da ONU, várias dessas medidas foram desenvolvidas, acordadas por vários países. Existem algumas idéias bastante óbvias aqui. Por exemplo, se o estágio de um satélite ou foguete funcionou, eles precisam ser retirados dessa órbita para outra mais baixa, de onde, devido à desaceleração, eles descerão e se incendiarão na atmosfera. Ou até mesmo se afogar no oceano. Isso se aplica a objetos grandes, mas há muito mais ninharias que são separadas quando os dispositivos são lançados e durante a operação - todos os tipos de porcas, parafusos, etc. A solução óbvia é criar designs de forma que nada seja separado.
Mas o principal fornecedor de lixo são as explosões em órbita. As razões são muito diferentes. Na maioria das vezes, o combustível residual explode. O fato é que depois que o satélite é colocado em órbita, os componentes do combustível, inclusive os de auto-ignição, permanecem no estágio de foguete. Enquanto os tanques estiverem intactos, nada de terrível acontecerá, mas se, digamos, um micrometeorito romper a parede, ocorre uma explosão e o degrau se estilhaça em milhares de pequenos pedaços. Portanto, após a conclusão do programa de vôo, recomenda-se abrir válvulas especiais para drenar o combustível remanescente na forma de gases.
Quais projetos estão sendo propostos hoje para retirar o lixo acumulado? Qual é a eficácia do método que os japoneses testarão?
Vladimir Agapov: O projeto japonês supõe que um satélite especial será lançado em órbita e implantará uma rede de arrasto eletrodinâmica. Esta é uma malha de metal de 300 metros de comprimento por 30 centímetros de largura e a espessura dos fios é de cerca de 1 milímetro. A rede de arrasto se moverá em órbita, gerando um campo magnético e capturando alguns dos pequenos detritos. Em poucos meses, o "cerco" com a captura sob a influência do campo magnético da Terra mudará sua órbita e entrará nas camadas densas da atmosfera, onde se queimará.
O projeto é bastante óbvio, mas a questão é: essa rede de arrasto coletará muito lixo? De fato, em espaçonaves, não são usados tantos materiais que são magnetizados, principalmente ligas de alumínio não magnéticas, vários filmes dielétricos e, recentemente, materiais compostos são usados. Muitos outros projetos estão sendo considerados hoje. Por exemplo, é proposto o uso de lasers. Mas esta opção levanta imediatamente muitas questões. Como apontar o feixe para um pequeno objeto que ninguém vê? Isso nao esta claro. Eles dizem que lutaremos contra o visível. Digamos que, direcionando um feixe de laser para ele, empurraremos o objeto. Mas onde? Quem pode prever para onde ele voará se não souber a forma do objeto, sua massa, material? Como resultado de tal impacto, o objeto pode se tornar ainda mais perigoso, colidir com algum tipo de aparato de trabalho.
Na minha opinião, uma das ideias mais interessantes é a utilização de diferentes sistemas de travagem. Por exemplo, após o fim de sua vida útil, o satélite lança uma "vela", "paraquedas" ou simplesmente um grande balão que é inflado com gás. Como resultado, a área de toda a estrutura aumenta drasticamente, o que a inibe fortemente. O dispositivo irá diminuir rapidamente a altitude de vôo, entrar nas camadas densas da atmosfera e queimar.
Nos filmes de ficção científica, há muito tempo vários manipuladores operam em órbitas, que removem e instalam satélites e outros equipamentos. Existem tais projetos no portfólio de cientistas?
Vladimir Agapov: Claro. Mas eles são tecnicamente talvez os mais difíceis. Afinal, um grande objeto de lixo tem massa de até várias toneladas e gira de forma complexa, não é controlável. Tem um impulso tremendo. Como capturá-lo e não destruir o manipulador ou a própria espaçonave, na qual o manipulador está instalado? Problemas técnicos complexos devem ser resolvidos aqui.
3,5 milhões de detritos espaciais diferentes giram em torno da Terra
Mas, além dos problemas puramente científicos e técnicos, existem outros problemas. Afinal, dessa forma, você pode remover não só o lixo, mas também as espaçonaves de outras pessoas, mesmo as de trabalho. Ou seja, em essência, esses são sistemas de uso duplo - civil e militar. Portanto, há um aspecto legal importante na luta contra o lixo espacial. Por um lado, os detritos espaciais voam em órbita, mas, por outro lado, mesmo os objetos "mortos" que expiraram pertencem a alguém. E a tentativa de um dos países, mesmo com as melhores intenções, de remover o objeto de outrem, pode levar a conflitos muito sérios. Isso significa que tais operações devem ser realizadas de forma coordenada com todos os participantes para que não ocorram riscos adicionais. A comunidade mundial está trabalhando nessas questões hoje, porque todos entendem que qualquer movimento repentino pode levar a consequências desagradáveis para todos. A propósito, mesmo se de repente pararmos de voar para o espaço, a quantidade de destroços ainda vai aumentar. As estimativas mostram que apenas devido a colisões mútuas de fragmentos já voando em 20-30 anos, o aumento de detritos excederá sua perda como resultado de processos naturais de desaceleração na alta atmosfera e de orbitação.
referência
Hoje, a massa total de detritos espaciais em órbita é de cerca de 6.700 toneladas. Sua densidade em altitudes de 800-1000 quilômetros atingiu um nível crítico. Devido a uma colisão com ele, a probabilidade de perder uma espaçonave por um período de 10-15 anos já é maior do que a probabilidade de perder uma espaçonave devido a uma falha de sistemas a bordo. A probabilidade de colisão de dois grandes objetos em órbitas baixas é estimada como um evento em 15 anos. Mesmo há 10 anos, esse número é 4 vezes menor.
