Credit foto: Senor Salme/Wired.co.uk

Cantitatea deșeurilor spațiale pe orbita Pământului crește cu o rată exponențială. Pe măsură ce un număr din ce în ce mai mare de țări și organizații derulează activități spațiale – o dezvoltare extrem de pozitivă în general – și pe măsură ce operațiunile prin satelit devin tot mai complexe și numărul de obiecte lansate, inclusiv în constelații mari, crește rapid, la fel cresc și provocările pe care ni le pune mediul spațial. În loc de un satelit de dimensiuni mari, grupuri de sateliți mici pot asigura acoperirea întregii planete simultan. Operatorii civili, militari și privați folosesc din ce în ce mai multe constelații pentru a crea o acoperire globală și continuă a Pământului.

Constelațiile pot oferi o varietate de funcții, inclusiv monitorizarea climei, gestionarea dezastrelor sau conectivitate digitală, cum ar fi banda largă prin satelit. Dar, pentru a asigura acoperirea întregii planete cu sateliți mici este nevoie de foarte mulți. În plus, trebuie să orbiteze aproape de suprafața Pământului pentru a reduce întreruperea acoperirii și întârzierile de comunicare.

În mod normal, atmosfera planetei noastre reduce energia sateliților pe orbită și îi aduce înapoi pe Pământ. Procesul poate fi relativ rapid pentru sateliții care zboară la altitudini mici și durează mai puțin de 25 de ani, dar pentru sateliții lansați pe orbite la zeci de mii de kilometri distanță, pot trece mii de ani înainte ca aceștia să se întoarcă, sau pot rămâne acolo timp indefinit.

Aceasta înseamnă că, pe măsură ce omenirea lansează sateliți în spațiu, trebuie să ia în considerare modul în care vor fi îndepărtați la sfârșitul vieții lor, altfel cerul va fi presărat cu obiecte cosmice vechi, defecte, cu riscul de coliziune, explozie și crearea aproape sigură a unei cantități mari de reziduuri spațiale.

În luna februarie, Agenția Spațială Română anunța că în 2025, ClearSpace va lansa prima misiune activă de îndepărtare a deșeurilor spațiale, unde are contribuții și România, având în vedere că țara noastră este stat membru al Comitetului ONU pentru Utilizarea Pașnică a Spațiului Extra-atmosferic (UN-COPUOS) începând cu anul 1959, numărându-se astfel printre membrii fondatori ai acestuia. În 2019, compania ClearSpace a fost selectată de Agenția Spațială Europeană să conducă prima misiune de îndepărtare a deșeurilor spațiale și în prezent își dezvoltă echipa industrială pentru operațiunile spațiale din următorii ani.

Orbita geostaționară/Foto: ESA

Pe scurt, sateliții pe orbită împart spațiul din apropierea Pământului cu milioane de obiecte și de deșeuri periculoase în mișcare rapidă. De la fragmente minuscule de doar câțiva milimetri și până la sateliți întregi care nu mai funcționează și nu mai sunt controlați, toate rătăcesc în spațiu și parcurg mulți kilometri pe secundă. Fiecare dintre aceste obiecte reprezintă o amenințare pentru aparatele cosmice funcționale pe care le pot distruge creând și mai multe deșeuri.

ESA (Agenția Spațială Europeană), împreună cu Biroul Națiunilor Unite pentru Afaceri Spațiale, au realizat un infografic din care reiese amploarea problemei deșeurilor spațiale: cât de multe sunt și cu ce se confruntă sateliții în spațiu?

Managementul traficului spațial devine pe zi ce trece un business

Domeniul deșeurilor spațiale este unul foarte mare și are componente politice și practice, dar și componente de securitate care sunt în relație cu modul în care evoluează civilizația noastră.

„În esență, dacă trimiți un obiect în spațiu, acesta rămâne acolo. Odată intrat pe orbită, un obiect are o durată lungă de viață, uneori cât Sistemul Solar. Iar când obiectele sunt prea multe, atunci încep să încurce. Există unele orbite, de exemplu orbita joasă, cu urme de atmosferă, în care obiectul după un timp, care poate însemna ani sau zeci de mii de ani, se apropie de Pământ, intră în atmosferă cu viteză mare și arde. Asta se întâmplă curent pentru unele misiuni. Dar astfel de obiecte se tot strâng și în prezent formează o populație extrem de mare de deșeuri.

Deșeurile cele mai mari vin de la treptele de rachetă. Când lansezi un satelit, în special sateliții grei, cum sunt cei geo-staționari, odată cu ei rămân în spațiu alte obiecte care nu mai sunt operaționale, pe niște orbite care au milioane de ani durată și teoretic nu încurcă. Ei bine, în ultimul timp obiectele acestea încep și ele să încurce. Atunci sistemul acesta trebuie reglementat și unul din primele scopuri ale dreptului spațial, mai exact ale sistemelor legale spațiale a fost să reglementeze ce se întâmplă cu aceste obiecte, al cui e, ce teritorii încalcă”, a precizat într-un interviu pentru Revista Sinteza președintele și Directorul Executiv al Agenției Spațiale Române (ROSA), Marius-Ioan Piso.

De aceste aspecte se ocupă Organizația Națiunilor Unite prin Comitetul pentru Utilizări Pașnice în Spațiul Extra-atmosferic. Președintele ROSA indică o primă problemă în acest context, legată de orbita geostaționară, locul unde dacă trimiți un obiect, acesta rămâne acolo.

„Comunicațiile spațiale reprezintă una din aplicațiile cele mai evoluate și cele mai bănoase din domeniul spațial. Iar orbita geostaționară este locul cel mai util pentru sateliții de comunicații, fiind zona cea mai ferită de pe tot Pământul. Dacă ești în Europa și vrei să comunici cu Japonia, trimiți către un astfel de satelit un semnal și el trimite semnalul în Japonia. Prima dată tehnologia s-a folosit în 1964 când Olimpiada din Tokio a fost transmisă în direct în Europa și a fost ceva extraordinar.

Ca să pui un satelit acolo trebuie să ai o așa-numită poziție orbitală care se obține greu și pentru care plătești bani mulți. Dacă un astfel de satelit se strică, situația e foarte gravă pentru că îi poate defecta și pe ceilalți. Un satelit de comunicație în sine costă câteva sute de milioane de dolari sau mai mult, și business-ul comunicațiilor spațiale a depășit 200 de miliarde anual.

Pe această orbită geostaționară, de când se știe de ea și de când e folosită, nu s-a întâmplat niciun incident notabil. Dar pentru sateliții obișnuiți care se lansează în număr din ce în ce mai mare, problema e complicată”, a precizat președintele ROSA.

Sateliții singuri doar în cazuri destul de rare își atenuează mișcarea și ard. În mod normal, ei rămân pe orbită după ce își încheie durata de viață.

În acest moment, se discută foarte serios de instituirea unui cod pentru managementul traficului spațial. Este foarte grăbit procesul de lansare a așa-numitelor mega constelații de sateliți. De mai bine de un an există o adevărată competiție între lansatorii de sateliți, cea mai cunoscută fiind constelația Starlink a lui Elon Musk care a obținut aprobare din partea SUA pentru 14.000 de astfel de sateliți prin care să obțină acoperire globală a internetului în bandă largă. Ca să urmărești fiecare astfel de satelit necesită un cost și ca urmare zona de „space traffic management”, respectiv de management al traficului spațial devine pe zi ce trece un business.

„Acești sateliți pot provoca probleme foarte serioase. Primii afectați sunt astronomii care au transmis un mesaj oficial prin care doresc ca cerul să rămână negru. Este o grijă foarte mare pentru menținerea spațiului curat. În acest moment a devenit deja o problemă să lansezi un satelit pentru că nu știi ce obiecte poate lovi. În mod normal, orice orbită de sateliți este raportată la ONU care are o bază de date și ONU îți dă ție, operatorului, indicații cu privire la poziția sateliților. În același timp, există un sistem al armatei americane care furnizează și informații publice, un sistem care monitorizează sateliții. Dar capacitatea de urmărire deja scade mult din cauza numărului mare de sateliți. Iar asta este o problemă”, precizează Marius-Ioan Piso.

Au fost câteva incidente care au generat deșeuri spațiale serioase. Astfel de ciocniri produc multe fragmente, fragmentele respective devin și ele deșeuri în sine și fiecare începe să aibă orbita lui. În filmul Gravity din 2013 se descrie foarte bine acest proces, precizează directorul ROSA.

„Există, totodată, un exercițiu militar NATO, care se numește Ziua fără spațiu-Day without space, care prevede un scenariu în care se ciocnesc doi sateliți militari, deșeurile produse de cei doi intră într-o reacție în lanț și într-o zi Pământul rămâne fără sateliți. Sunt evaluate consecințele foarte grave pentru omenire care depinde de aceste sisteme spațiale prin faptul că au devenit infrastructură critică. În acest context, problema s-a pus foarte concret în cadrul ONU începând cu anii 90. Întâi, s-a restrâns utilizarea surselor nucleare din spațiu. În spațiu pe lângă energia de la Soare, poți să ai și energie nucleară. Dacă ciocnești un reactor nuclear, mai ales dacă acesta se află pe orbita geostaționară, deșeurile respective rămân acolo fiind un pericol nu atât pentru oameni, cât pentru electronică”, atrage atenția Marius-Ioan PISO.

Astfel, acest comitet ONU a emis niște linii directoare privind modul cum să te comporți în spațiu și cum să gestionezi obiectele potențial producătoare de reziduuri, făcând de asemenea clasificarea reziduurilor și generând niște programe de urmărire. Proiectul respectiv s-a transformat într-o inițiativă ONU care a funcționat până anul trecut care s-a numit Sustenabilitatea pe termen lung a Spațiului Cosmic, care se referă la modul cum să menținem spațiul curat.

„Această inițiativă este complicată pentru că, în paralel cu eforturile de a menține spațiul curat, toate statele cu tehnică spațială au noțiunea de război spațial care implică la modul cel mai simplu metode de a distruge un satelit. Trebuie să ne gândim că un satelit poate transporta o bombă, se poate deplasa practic deasupra oricărei zone din Glob și poate elibera acea bombă într-un anume loc. Atunci statul în cauză trebuie să fie capabil să doboare acel satelit. Au fost făcute astfel de teste. Desigur, state ca Rusia și America au exersat aceste lucruri încă din anii 60, în timp ce țările care acum devin puteri spațiale au nevoie de experimente. China și India, au făcut aceste exerciții și au produs cum era de așteptat reziduuri”, explică președintele ROSA.

Pe de altă parte se mai întâmplă și ciocniri accidentale de sateliți. De exemplu, la 10 februarie 2009, doi sateliți de comunicații – satelitul comercial activ Iridium 33 și satelitul militar abandonat al armatei ruse, Kosmos-2251 – s-au ciocnit accidental la o viteză de 11.700 m/s și o altitudine de 789 kilometri deasupra Peninsulei Taymyr din Siberia. A fost prima dată când a avut loc o coliziune de hipervelocitate între doi sateliți – până atunci, toate coliziunile accidentale de hipervelocitate au implicat un satelit și o bucată de reziduuri spațiale.

De asemenea, testele militare, au creat o populație consistentă de astfel de deșeuri în ultimii ani.

Pentru a veni în ajutorul eliberării spațiului de deșeuri, un studiu recent a demonstrat că este posibil ca anumite lasere să fie folosite în plină zi pentru a determina distanța până la deșeurile spațiale. Această nouă metodă de variație a laserului va ajuta la îmbunătățirea predicțiilor existenței deșeurilor spațiale de pe orbită, și va extinde perioada disponibilă pentru realizarea observațiilor și asigurarea siguranței navelor spațiale.

Foto: ESA

„Politica e orientată pe două direcții. Una ar fi să obligi constructorul de sateliți să prevadă metode de deorbitare și asta ar intra în acel proces de Space Traffic Management. A doua direcție, mult mai complicată, ar fi tentativa de a curăța spațiul. Ne putem imagina orice mijloc de curățare, inclusiv sisteme de laser de foarte mare putere cu care țintești și vaporizezi particula. Este o gamă destul de largă de metode, dar nu e foarte sigur că vom reuși. Reușita ar fi garantată prin menținerea curățeniei, adică printr-un management corect al spațiului, prin utilizarea neexcesivă a acestuia. Deși poluarea pare puțin semnificativă față de ce avem noi în atmosfera terestră, diferența e că în spațiu curățenia se face foarte greu”, atrage atenția președintele ROSA.

Principala problemă rămâne, astfel, managementul traficului pentru că o ciocnire între sateliți lasă urmări pe durata a mii de ani. Dacă până la lansările de mega constelații erau în jur de 1.000-1.100 de sateliți, acum numărul lor a ajuns la circa 4.000, o limită la care sistemele terestre de monitorizare existente nu mai fac față.

Agenția Spațială Română este componentă a Rețelei Europene de Space Surveillance and Tracking (SST), alături de alte șase țări printre care Franța, Germania, Italia, Spania, Polonia, Portugalia. În România avem patru puncte de observație optică, două în București, respectiv în apropierea lui, unul în Munții Retezat și unul la Cluj și Mărișel.

În urmă cu două săptămâni, sistemele de observație ale rețelei europene au identificat o potențială apropiere între un satelit din sistemul european de radio navigație Galileo, mai exact între satelitul 23 al acestui sistem și un deșeu sub forma unei trepte de rachetă, lansată în 1989.

„Când lansezi un satelit, ultima treaptă a rachetei cu care lansezi un satelit rămâne pe orbita aceea fără să ardă. Această treaptă s-a apropiat foarte mult de Galileo. Problema a fost foarte complicată, iar urmărirea a fost făcută de europeni și de rețeaua românească. În principal Clujul a măsurat în jur de 43% din totalul de date care a condus la decizia ca respectivul satelit să fie oprit, schimbată orbita cu costurile de rigoare și după ce a trecut pericolul, satelitul a fost repus în funcțiune. Acesta a fost un succes pentru România, iar Clujul are o foarte bună tradiție în domeniu. La Cluj a început să se monitorizeze orbita de sateliți optici în 1969. Erau foarte buni profesori atunci la universitate și acum vedem că tradiția continuă. Acea capacitate de a urmări sateliți a fost importantă atunci când am fost primiți în Rețeaua Europeană de Monitorizare a Sateliților” a precizat Marius-Ioan Piso.

Se caută noi astronauți. Ce se întâmplă cu cei „vechi”

Pentru prima dată în decurs de 11 ani, Agenția Spațială Europeană (ESA) este în căutare de noi astronauți. Procesul de recrutare este deschis deja din 31 martie inclusiv candidaților din România, țara noastră fiind Stat Membru ESA.

Procesul de selecție se derulează până în 28 mai 2021 și toate candidaturile trebuie depuse prin site-ul web ESA Careers în decursul acestor opt săptămâni. După acest termen de depunere a candidaturilor, ESA va începe un proces de selecție desfășurat în șase etape. Candidații selectați vor fi nominalizați în octombrie 2022.

În esență, selecția e deschisă pentru oricine îndeplinește anumite condiții, condiția cea mai importantă fiind educația.

„Primul lucru care contează este, desigur, performanța universitară și faptul că ai lucrat cel puțin trei ani undeva. Aceasta îți conferă responsabilitatea de care ai nevoie în momentul în care te afli pe o stație, în spațiu, împreună cu alți oameni. Acolo, dacă nu respecți niște reguli, pe lângă faptul că pui în pericol o investiție de circa 170 de miliarde de dolari, cât a costat Stația Spațială Internațională, pui în pericol și viața celorlalți. Apoi tu ești în sine o investiție mare și trebuie să poți să faci un program de activitate unde să fii capabil să răspunzi la foarte multe riscuri. Trebuie să știi să iei decizii, iar pentru aceasta îți trebuie educație serioasă, mai exact o bună pregătire în domeniul STEM (Știință, Tehnologie, Inginerie, Matematică). A trece de o primă preselecție este extrem de important, înseamnă că ești calificat pentru așa ceva și că ai șanse să faci parte dintr-un corp de astronauți dintre care unii chiar vor ajunge să zboare”, a declarat președintele ROSA, Ioan-Marius Piso.

Dumitru-Dorin Prunariu este în prezent Preşedinte de onoare al Agenţiei Spaţiale Române (ROSA)

40 de ani de la zborul primului român în spațiu

Anul acesta, în 14 mai, se împlinesc 40 de ani de la zborul lui Dumitru-Dorin Prunariu în spațiul cosmic. La momentul zborului, românul a fost cel de-al 103-lea cosmonaut al lumii.

„În acea zi eram în Cluj, la facultate. Probabil stăteam cu băieții la o bere”, declară președintele ROSA, care a absolvit în 1982 Facultatea de Fizică de la Universitatea Babeș-Bolyai din Cluj, cu o lucrare de diplomă în domeniul teoriei relativității generale. El spune că România se află pe o pantă pozitivă în ceea ce privește domeniul spațial .

„Zborul lui Dorin a fost o chestiune de moment. Atunci s-au concentrat niște resurse care ulterior s-au redus foarte mult. A rămas o idee, o tradiție, pe care am fost suficient de inteligenți să o utilizăm. Dar ceea ce mă încântă acum e că s-a creat deja generația nouă de entuziaști ai spațiului. Este o zonă cu circa de 1.100 de oameni, „full time equivalent”, cu norme întregi care lucrează pentru spațiu, în cercetare, educație, industrie, ceea ce e enorm de mult.

Sunt oameni inteligenți care formează deja o masă critică pentru activitatea aceasta de înaltă tehnologie cu beneficii serioase. O persoană din România care lucrează în domeniul spațial e capabilă să trăiască la fel de bine ca un coleg de-al său dintr-o țară dezvoltată pentru că nu există diferențe de nivel de trai. Are posibilitatea de leadership și posibilitatea să aleagă ce vrea să facă, ceea ce e foarte important pentru un tânăr la început de carieră. Ținând aceste chestiuni sub control, în acest moment avem un nucleu spațial care deja funcționează aproape singur. România este lider regional în domeniul spațial.

Faptul că facem parte din rețea de management al traficului spațial, în condițiile în care România e plasată într-o zonă strategică complicată, la granița NATO, este un lucru esențial. În plus, România are unul din cele 12 steaguri puse pe racheta nouă europeană Ariane 6, ceea ce este și ea o realizare extraordinară. Sunt lucruri sigure. Nu țin de politică. La un moment dat, această dezvoltare va începe să radieze și în alte domenii și sperăm să fie un declanșator al unei vieți ceva mai interesante în zonă”, consideră președintele ROSA.

România îl are în continuare pe Dumitru Prunariu ca ambasador al domeniului spațial și va rămâne întotdeauna primul român care a zburat în spațiul cosmic. A fi astăzi astronaut nu mai are aceeași semnificație ca acum 40 de ani. Pe vremea aceea, Dumitru Prunariu a avut risc de 10-15% să nu mai trăiască. Acum, ajungi astronaut și cu antrenament minimal, cu sănătate minimală și cu câteva milioane de dolari bani de bilet, spune preșesdintele ROSA.

„Au fost deja mai mulți privați în spațiu și probabil vor ajunge din ce în ce mai mulți. A fi astronaut nu mai are aceeași semnificație ca acum 40 de ani. Pe de altă parte, sunt țări din Europa care nu au avut astronauți și care ar vrea să aibă ca simbol național. Pentru noi înseamnă un atractor pentru tineri, nu înseamnă o imagine pentru vânzare de tehnologie cum înseamnă la chinezi sau să te valideze ca putere militară. România nu are această dimensiune și nici nu ar face o astfel de politică. Tinerii au nevoie de o direcție în acest sens, să știe că un om ajunge în spațiu pentru că a învățat mult, pentru că a fost bine pregătit. Acesta este rolul pe care îl are Dumitru Prunariu și pe care ar trebui să îl aibă următorul astronaut român”, consideră Marius-Ioan Piso.

Ariane 6

Ziua în care scăpăm de sclavia rachetelor obișnuite

Președintele ROSA și-ar dori să vadă realizate toate proiectele spațiale de explorare pe care omenirea le-a început deja și deși trăiește cu acea convingere că omul nu e făcut să trăiască în altă parte decât pe Pământ, așteaptă ziua în care omenirea va scăpa de „sclavia” rachetelor obișnuite.

„În acest moment, astronauții se află pe o zonă de orbită pe care o putem numi singurul loc din Universul cunoscut unde doza de radiații este foarte mică. Nu poți să trăiești prea mult în afara acelei zone și ar fi imposibil să transporți după tine ziduri de plumb care să te apere de radiații. Zborul spre Marte este o chestiune extrem de dificilă și din acest motiv. Aceeași poveste avem și în cazul Lunii. Lucrurile însă avansează și vom putea la un moment dat construi baze și orașe pe Lună sau pe Marte. Dar suntem încă limitați și trebuie să fim conștienți că cea mai apropiată stea se află la 4,3 ani lumină de noi, ceea ce înseamnă o distanță uriașă. Noi, în acest moment, ne deplasăm prin spațiu cu mijloace care erau și acum 4.000 de ani, adică nave care aruncă niște masă în altă parte și prin impuls se mișcă.

Ca urmare, mi-aș dori să văd realizat proiectul care va duce la o nouă evoluție în acest sens. Primele semne sunt date de așa-numita comunicație cuantică prin faptul că putem trimite doi fotoni identici în două locuri diferite ca spațiu. După care urmează aplicații ale acestor studii și asta m-ar bucura cel mai mult să văd că ajungem să depășim acest prag care trei sferturi cred că este mental, să scăpăm de această sclavie a rachetelor obișnuite și a legării noastre de glie, pe Terra”, precizează Marius-Ioan Piso.