Bagaimana orbit rendah bumi berubah menjadi tumpukan sampah

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Jejak sampah manusia telah lama membentang di luar planet ini, jauh ke luar angkasa. Sementara para aktivis dan politisi memutuskan apa yang harus dilakukan dengan limbah rumah tangga di Bumi, berton-ton peralatan yang telah habis terakumulasi di orbit.

Mari kita cari tahu dari apa tempat pembuangan luar angkasa itu dibuat, di mana letaknya dan apakah puing-puing "surgawi" bisa jatuh menimpa kepala kita (spoiler: ini sudah terjadi).

Jenis sampah apa yang terbang di luar angkasa

Zaman luar angkasa dimulai dengan peluncuran satelit buatan pertama pada tahun 1957. Sejak itu, umat manusia telah meluncurkan banyak roket dan menempatkan hampir 11.000 satelit ke orbit. Dalam beberapa tahun terakhir, jumlah misi luar angkasa telah meningkat secara dramatis. Sekarang ruang dekat bumi sedang dieksplorasi tidak hanya oleh negara - perusahaan swasta dan organisasi nirlaba telah bergabung dalam bisnis ini. Beban di orbit bertambah.

Bagaimana jumlah objek di ruang dekat bumi berubah

Namun, satelit, seperti teknik lainnya, rusak dan menjadi usang. Mereka digantikan oleh perangkat baru, dan perangkat yang gagal dipaksa untuk menjalani kehidupan mereka di orbit dalam bentuk besi tua. Di lingkungan dekat dan jauh planet kita, "tempat pembuangan" telah muncul.

Semua objek teknis yang tidak dapat dioperasikan dan fragmennya diklasifikasikan sebagai puing-puing luar angkasa. Sebagian besar menghabiskan tahap roket, satelit tua dan fragmennya. Terlepas dari peluncuran perangkat baru yang konstan, satelit yang bekerja di orbit jauh lebih sedikit daripada "pemborosan". Menurut perkiraan Badan Antariksa Eropa (ESA), ada 128 juta puing kecil di ruang dekat bumi, yang ukurannya tidak melebihi satu sentimeter, 900 ribu fragmen dari 1 hingga 10 cm dan 34 ribu - lebih dari 10 cm Sebagai perbandingan: hanya ada 3 satelit yang berfungsi, 9 ribu.

Manusia paling aktif menggunakan orbit bumi rendah (200-2000 km di atas permukaan laut). Bagian luar angkasa ini adalah yang paling "padat penduduknya" dan sekaligus "paling kotor". Pada ketinggian 650-1000 km, "tempat pembuangan" pertama berada - kendaraan tua, puing-puing berbagai ukuran dan satelit militer dengan instalasi nuklir "hidup" di sini. Ketinggian seperti itu untuk penyimpanan benda-benda yang berpotensi berbahaya tidak dipilih secara kebetulan: mereka dapat berada di sana selama sekitar dua ribu tahun. "Situs uji" resmi kedua terletak di ketinggian sekitar 36 ribu km - semua satelit yang telah melayani dari orbit geostasioner dikirim ke sana.

Namun, puing-puing luar angkasa "terbang" tidak hanya di tempat-tempat yang dirancang khusus untuk itu. Tabrakan dengan puing-puing di ruang dekat bumi dapat terjadi di mana saja, karena hampir tidak mungkin untuk memprediksi pergerakan partikel kecil. Tapi sangat mungkin untuk menghindari pecahan besar - kebanyakan dari mereka diawasi oleh badan antariksa dunia. Jika di tahun-tahun mendatang perusahaan seperti SpaceX, OneWeb dan Amazon menyebarkan ribuan satelit komunikasi di atas Bumi, para spesialis harus memantau pergerakan di orbit dengan lebih hati-hati untuk menghindari kecelakaan.

Siapa yang melacak puing-puing di luar angkasa

Menurut ESA, jaringan pengamatan ruang angkasa secara teratur hanya melacak 28.000 puing yang sangat besar. Jaringan Pengawasan Luar Angkasa AS adalah salah satu layanan analisis lintasan puing-puing ruang angkasa utama. Para ahli menyimpan katalog di mana benda-benda yang lebih besar dari 5-10 sentimeter dari orbit rendah Bumi dan puing-puing mulai dari 30 sentimeter yang terletak di dekat geostasioner dibawa masuk.

Di Amerika Serikat, ada pusat lain yang mengumpulkan dan memproses data tidak hanya pada "pemborosan", tetapi juga pada perangkat yang beroperasi. Geolokasi mereka diterbitkan dalam domain publik di sumber Space Track, dan dari Twitter Skuadron Kontrol Luar Angkasa ke-18, Anda dapat mempelajari tentang penghancuran kendaraan tertentu. Berdasarkan informasi ini, peta online Stuff in Space telah dibuat, yang menunjukkan secara real time posisi satelit (titik merah), badan roket (biru) dan puing-puing luar angkasa (abu-abu). Peta diperbarui setiap hari dan dengan jelas menunjukkan "hubungan" yang erat antara perangkat yang beroperasi dan "pemborosan".

Negara-negara Eropa, Rusia, dan China juga mengamati pergerakan di "jalur" ruang angkasa menggunakan teleskop atau radar geostasioner. Tabrakan di orbit jarang terjadi, berkat layanan yang menghitung kemungkinan tabrakan.

Dari mana sampah luar angkasa berasal?

Terlepas dari kenyataan bahwa tabrakan di ruang angkasa jarang terjadi, mereka secara serius mempengaruhi pertumbuhan "tempat pembuangan surgawi". Salah satu kecelakaan luar angkasa paling serius terjadi pada tahun 2009: satelit komunikasi Amerika Iridium dan aparat militer Rusia "Kosmos-2251" yang tidak beroperasi tidak dapat dibubarkan. "Pertemuan" mereka memunculkan awan besar puing-puing kecil dan lebih dari 1,5 ribu fragmen besar, yang hingga hari ini tetap berada di ruang dekat bumi.

Para peneliti menyebut ledakan sebagai alasan utama pembentukan puing-puing luar angkasa. Paling sering mereka terjadi karena kebocoran atau pemanasan bahan bakar, yang tersisa di tangki tahap atas yang sudah dihabiskan, tahap terakhir roket dan satelit. Peralatan meledak karena cacat desain atau dampak lingkungan luar angkasa yang keras. Misalnya, pada 2018 Rusia dan Amerika tahap atas "Fregat" dan "Centaur" jatuh di orbit, pada 2012 "Briz-M" kami tersebar menjadi beberapa bagian. Pada bulan Maret 2021, sebuah satelit meteorologi AS tua meledak, dan setahun yang lalu tahap roket Soviet Cyclone-3, yang telah berada di luar angkasa dekat Bumi selama 29 tahun, berubah menjadi 75 fragmen yang melayang.

Pengujian senjata anti-satelit meninggalkan jejak besar puing-puing. Pada 2007, China menghancurkan Fengyun-1C miliknya sendiri dengan rudal jarak menengah di ketinggian 865 km. Terbentuk sekitar 3, 5 ribu benda besar dan jumlah fragmen yang tak terhitung hingga 5 sentimeter. Pada 2019, India juga menembakkan roket ke satelitnya - sekitar 400 puing tersebar di orbit mulai dari 200 hingga 1600 km.

Pakar ESA menganalisis lebih dari 560 kasus perusakan perangkat. Seperti yang mereka catat, ada alasan lain untuk pembentukan puing-puing ruang di orbit. Seringkali, beberapa bagiannya terputus dari perangkat, hancur karena ketidaksempurnaan dalam struktur atau gagal ketika berinteraksi dengan atmosfer bumi.

Alasan penghancuran pesawat ruang angkasa

Pada tahun 2020, spesialis dari RS Components menganalisis kekuatan luar angkasa mana yang mengotori ruang lebih kuat daripada yang lain. Ternyata bagian terbesar dari reruntuhan yang dilacak hari ini adalah milik Rusia dan negara-negara CIS - 14.403 fragmen. Di tempat kedua adalah Amerika Serikat (8734), di ketiga - Cina (4688).

Mengapa pembuangan luar angkasa berbahaya

Satelit modern dilengkapi dengan perlindungan dari mikrometeorit dan puing-puing luar angkasa, tetapi "baju besi" tidak selalu menyelamatkan. Puing-puing dari ledakan terus bergerak dengan kecepatan awal. Karena tidak ada gaya gesekan yang terlihat di ruang angkasa dan gravitasi biasa tidak bekerja, mereka praktis tidak melambat.

Kecepatan mereka bisa mencapai 8-10 km / s, yang hampir tujuh kali lebih cepat dari peluru. Pukulan fragmen yang lebih lambat juga bisa berakibat fatal. Potongan lebih dari 10 cm mampu menghancurkan pesawat sepenuhnya. Tabrakan dengan pecahan lebih dari 1 cm mengganggu pengoperasian pesawat ruang angkasa atau menyebabkan ledakan benda yang tidak berfungsi. Partikel milimeter dalam banyak kasus meninggalkan retakan dan keripik pada rumahan.

Pada tahun 2016, puing-puing kecil seukuran setitik debu meninggalkan penyok 7mm di kaca jendela ISS. Tabrakan dengan pecahan puing apa pun berbahaya bagi stasiun luar angkasa, karena ia bergerak di orbit dengan kecepatan lebih dari 7,6 km / s. ISS secara teratur melakukan manuver mengelak dan mengoreksi orbitnya: panel anti-meteorit tidak mampu melindungi kru dalam tabrakan dengan puing-puing besar. Terkadang kosmonot dipaksa untuk mengevakuasi stasiun dan menunggu saat pendekatan berbahaya terhadap puing-puing ruang angkasa di pesawat ruang angkasa Soyuz, untuk segera meninggalkan "kapal yang tenggelam" jika perlu.

Sebagian besar manuver pesawat ruang angkasa dilakukan untuk menghindari "pertemuan" dengan puing-puing. Tindakan ini mahal. Para ahli menghabiskan berjam-jam menghitung risiko dan merencanakan lintasan baru. Pada saat manuver, bahan bakar dikonsumsi, yang harus Anda bawa "sebagai cadangan", dan perangkat "diam" - mereka tidak mengirimkan data yang diperlukan untuk para peneliti.

Bagi mereka yang ada di Bumi, sampah antariksa tidak menimbulkan ancaman serius. Perangkat kecil berhasil terbakar di atmosfer, sementara sebagian besar roket atau satelit yang dihabiskan, sebagai suatu peraturan, diturunkan di sepanjang lintasan tertentu ke Samudra Pasifik atau ke wilayah tak berpenghuni di Kazakhstan. Hanya sekali puing-puing antariksa buatan manusia menabrak seseorang. Pada tahun 1997, sebuah kecelakaan kendaraan peluncuran Delta II Amerika jatuh di penduduk Oklahoma, Lottie Williams. Gadis itu kecewa mengetahui bahwa itu bukan sepotong bintang yang jatuh di bahunya, tetapi pecahan tangki bahan bakar.

Konsultan ilmiah NASA Donald Kessler membuat prediksi yang tidak menyenangkan pada tahun 1978. Selanjutnya, fenomena yang dijelaskan olehnya disebut "sindrom Kessler." Menurut ahli astrofisika itu, suatu saat konsentrasi "sampah" di ruang angkasa akan meningkat sedemikian rupa sehingga jumlah kecelakaan akan mulai bertambah tak terkendali. Puing-puing akan menabrak pesawat, dan itu akan hancur berkeping-keping dan "menyerang" benda-benda lain. Tumpukan besi tua akan membuat orbit bawah tidak dapat digunakan, dan sabuk sampah akan muncul di sekitar Bumi, mengingatkan pada cincin Saturnus. Beberapa ahli percaya bahwa konsentrasi kritis objek buatan manusia di orbit telah tercapai.