מחקר: שינויי האקלים יצמצמו את מספר הלוויינים שיכולים לפעול בבטחה בחלל
פליטות גזי חממה גורמות לאוויר דליל יותר באטמוספרה העליונה, מה שמונע מפסולת חלל להישרף ולהיעלם. מחקר חדש מ-MIT צופה ירידה של עד 66% בכושר הנשיאה של מסלולי לוויין מרכזיים עד 2100, מה שמאיים על תעשיית החלל ועל שירותים חיוניים כמו תקשורת וניווט
שינויי האקלים עלולים לאיים על השימוש העתידי בלוויינים ולהפחית באופן משמעותי את מספר מעבורות החלל והלוויינים שיכולים להקיף בבטיחות את כדור הארץ - כך על פי מחקר חדש של מדעני אוניברסיטת MIT, שפורסם אתמול במגזין המדעי Nature Sustainability.
המחקר, שנתמך על ידי הקרן הלאומית למדע של ארה"ב, חיל האוויר של ארה"ב ומועצת המחקר הסביבתי הטבעי של בריטניה, מצא כי פליטת גזי חממה מכווצת את האטמוספירה העליונה, במיוחד את התרמוספירה, שבה סובבות תחנת החלל הבינלאומית ורוב הלוויינים.
לפי המחקר, ככל שהתרמוספירה מתכווצת, האוויר באטמוספרה העליונה הופך דליל יותר ומפחית את הגרר הטבעי שבדרך כלל מאט לוויינים ישנים ופסולת חלל, וגורם להם ליפול לגובה נמוך יותר, להיתקל במולקולות אוויר, וכך להישרף שם ובכך לפנות את המסלול לכלים חדשים. בשל כך, פחות גרר משמעותו "חיי מדף" ארוכים יותר לפסולת חלל, שתזהם במשך עשרות שנים את החלל ותגביר את פוטנציאל ההתנגשות. המשמעות היא שלוויינים שהושבתו וזבל חלל אחר יישארו במסלול הרבה יותר זמן ויהפכו את מסלול כדור הארץ הנמוך לצפוף יותר ומוגבל הרבה יותר.
החוקרים מעריכים שעד שנת 2100, כושר הנשיאה של אזורי מסלול מרכזיים עשוי לרדת ב-50%-66% עקב השפעת פליטות גזי החממה. אם קיבולת הלוויינים תעלה על גדותיה, אפילו באזור מקומי, החוקרים צופים שהאזור יחווה "חוסר יציבות משתולל", או סדרה של התנגשויות שייצרו כל כך הרבה פסולת שבלוויינים לא יהיה עוד בטוח לפעול שם. "ההתנהגות שלנו עם גזי חממה כאן בכדור הארץ במהלך 100 השנים האחרונות משפיעה על האופן שבו אנו מפעילים לוויינים במהלך 100 השנים הבאות", אמר מחבר המחקר ריצ'רד לינארס, פרופסור חבר במחלקה לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה (AeroAstro) ב-MIT.
כיום, ישנם למעלה מ-10,000 לוויינים שנעים במסלול לווייני נמוך, הממוקם עד 2,000 קילומטרים (1,200 מיילים) מכדור הארץ. לוויינים אלו מספקים שירותים חיוניים, כולל אינטרנט, תקשורת, ניווט, חיזוי מזג אוויר ועוד. כמות הלוויינים גדלה באופן ניכר בשנים האחרונות – יותר לוויינים שוגרו בחמש השנים האחרונות מאשר ב-60 השנים הקודמות גם יחד. אליהם נוספים גם עצמים שונים שמהווים פסולת בחלל (כ-56 אלף עצמים שונים מרחפים באזור), מה שמחייב את המפעילים לבצע תמרוני הימנעות מהתנגשות קבועים כדי לשמור על בטיחות.
כל התנגשות שמתרחשת עלולה ליצור פסולת שנשארת במסלול במשך עשרות או מאות שנים, מה שמגביר את הסיכוי להתנגשויות המשך עם לוויינים, ישנים וחדשים. ״אנו מסתמכים על האטמוספירה כדי לנקות את הפסולת שלנו״, אמרו החוקרים. ״אם האטמוספירה משתנה, אז סביבת הפסולת תשתנה גם היא. אנו מראים שהתחזית לטווח ארוך לגבי פסולת במסלול תלויה באופן קריטי בריסון פליטות גזי החממה שלנו".
כמות הפסולת במסלול סביב כדור הארץ גדלה במהירות. סוכנות החלל האירופית (ESA) מעריכה שיש יותר מ-40 אלף חלקים גדולים מ-10 ס"מ במסלול, ויותר מ-130 מיליון קטנים מ-1 ס"מ. המסה הכוללת של עצמים בחלל מעשה ידי אדם במסלול כדור הארץ היא כ-13 אלף טונה. זה בערך אותה מסה כמו 90 לווייתנים כחולים בוגרים. כשליש מהמסה הזו היא פסולת (4,300 טון), בעיקר של "גופות" רקטות שנותרו אי שם.
זו עשויה להיות רשימה חלקית בלבד - לא אחרי כולם קל כל כך להתחקות, אולם הנה דוגמה אחת לאיך לוויין תמים למראה הופך לבעיית פסולת: בחודש יוני, הלוויין RESURS-P1 נשבר במסלול נמוך של כדור הארץ (גובה של כ-470 ק"מ), ויצר יותר מ-100 חלקי פסולת שניתן לעקוב אחריהם. לפי ההערכות, האירוע הזה יצר הרבה יותר חלקי פסולת קטנים מכדי שניתן יהיה לעקוב אחריהם (קטנים מכדור טניס).
תסמונת קסלר (על שם מדען נאס”א לשעבר דונלד ג’. קסלר) מתארת תרחיש שבו כמות הפסולת במסלול כדור הארץ מגיעה לסף קריטי, מה שמפעיל אפקט מפל שבו התנגשויות מייצרות עוד יותר פסולת, שגורמת לעוד יותר התנגשויות, מה שהופך את מסלול כדור הארץ לבלתי שמיש.
לפי סוכנות החלל האירופית, יותר מ-560 אירועי התפרקות במסלול תועדו מאז 1961, והסיכונים גוברים. ביוני 2024, לוויין רוסי לא פעיל התפרק לכמעט 200 חלקי פסולת, מה שאילץ את האסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית למצוא מחסה ולהתכונן לפינוי בחללית שלהם. אם מסלול כדור הארץ יהפוך לבלתי שמיש בשל כמויות ענק של פסולת, זה יאיים בין היתר על יכולתנו לנטר מזג אוויר, אקלים ושינויים סביבתיים אחרים, ולקבל אזהרות מוקדמות חיוניות על אירועי מזג אוויר קיצוניים.
