Wraz z rozwojem technologii kosmicznych, coraz większego znaczenia nabiera problem zaśmiecania przestrzeni kosmicznej. Według danych, na orbicie okołoziemskiej znajduje się ponad 20 000 sztucznych obiektów, w tym miliony kawałków gruzu kosmicznego. Ta rosnąca ilość odpadów stanowi poważne zagrożenie dla funkcjonowania satelitów i przyszłych misji kosmicznych. Dlatego też, kluczowe jest stworzenie skutecznych metod usuwania porzuconych i uszkodzonych obiektów z orbity.
Jedną z odpowiedzi na ten problem jest europejska misja ClearSpace-1, która zostanie uruchomiona w 2025 roku. Celem tej pionierskiej misji jest przetestowanie nowych technologii pozwalających na usuwanie kosmicznych śmieci w sposób przystępny cenowo i efektywny. Stanowi to ważny krok w kierunku stworzenia kompleksowego systemu sprzątania przestrzeni kosmicznej, który będzie niezbędny dla zapewnienia bezpieczeństwa przyszłych misji.
Rola Europy w misjach kosmicznych
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) odgrywa kluczową rolę w rozwoju technologii kosmicznych i satelitarnych. W 2019 roku ESA wybrała projekt ClearSpace do przeprowadzenia pierwszej misji aktywnego oczyszczania przestrzeni kosmicznej. Misja ClearSpace-1, zaplanowana na 2025 rok, ma na celu zademonstrowanie technologii potrzebnych do przyszłego komercyjnego usuwania odpadów kosmicznych. Projekt ten wykorzystuje innowacyjne rozwiązania, takie jak dynamiczne kamery do wizualnego rozpoznawania satelitów oraz sieć do oplatania śmieci.
Europejski sektor kosmiczny, w tym kraje takie jak Francja, aktywnie rozwija technologie kosmiczne, zatrudniając tysiące specjalistów i generując znaczące przychody. Organizacje takie jak Thales Alenia Space dostarczają zaawansowane technologicznie rozwiązania dla różnych sektorów, z przychodami w wysokości 2,2 miliarda euro w 2023 roku. Firma ta zatrudnia 8600 pracowników i posiada 17 obiektów na całym świecie.
Ponadto, wydarzenia takie jak ERC (European Rover Challenge) gromadzą ekspertów kosmicznych, liderów branży i astronautów z całego świata, zapewniając platformę dla studentów i entuzjastów branży kosmicznej. W poprzednich latach ERC gościł astronautów takich jak Harrison Schmitt, Tim Peake, Steve Jurczyk czy Robert Cabanę.
Europejska Unia Wspiera również innowacje w branży kosmicznej poprzez inicjatywy takie jak CASSINI, która oferuje 1 miliard euro na finansowanie startupów i akceleratorów. Organizacje takie jak Blue Dot Solutions/Space3ac wspierają ponad 150 startupów, przyznając granty o wartości ponad 10 milionów PLN od 2016 do 2023 roku.
Przykłady technologii stosowanych w usuwaniu odpadów
Usuwanie odpadów kosmicznych to wyzwanie, któremu stawia czoła wiele innowacyjnych technologii. Zamiast pierwotnie rozważanych szponów, opracowano bardziej niezawodny system oplatającej siatki do chwytania satelitów. Firma ClearSpace planuje wykorzystać zaawansowane technologie, takie jak dynamiczne kamery do przetwarzania obrazu w czasie rzeczywistym, umożliwiające wizualne rozpoznawanie satelitów.
Misja ClearSpace-1 ma na celu zebranie satelitów SwissCube, które zakończyły okres użytkowania. Zastosowanie tych technologii recyklingu w kosmosie ma uczynić misje przechwytywania obiektów kosmicznych bardziej przystępnymi cenowo w porównaniu z dotychczasowymi ręcznymi operacjami prowadzonymi przez astronautów z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Oprócz tego, roboty w kosmosie oraz AI w recyklingu orbitalnym odgrywają kluczową rolę w usuwaniu odpadów kosmicznych. Autonomiczne jednostki mogą wykonywać zadania precyzyjnie i bezpiecznie, minimalizując koszty w porównaniu do załogowych misji.
Innowacje w dziedzinie technologii recyklingu w kosmosie otwierają nowe możliwości sprzątania orbity ziemskiej i zwiększania bezpieczeństwa przyszłych misji kosmicznych.
Jakie wyzwania stoją przed recyklingiem w kosmosie
Przechwytywanie i recykling odpadów kosmicznych to kluczowy element ochrony przestrzeni kosmicznej i zrównoważonej eksploracji kosmosu. Jednak wyzwania, przed którymi stoją misje kosmiczne, są ogromne. Jednym z głównych problemów jest przechwytywanie ciężkich obiektów poruszających się z prędkością 28 000 km/h w warunkach mikrograwitacji. Te operacje muszą odbywać się bez tarcia, gdyż nawet najmniejszy kontakt może znacząco zmodyfikować trajektorię obiektu.
Kolejnym wyzwaniem jest ogromna ilość śmieci kosmicznych. Szacuje się, że na orbicie okołoziemskiej znajduje się ponad 128 milionów kawałków gruzu mniejszych niż 1 cm, około 900 000 kawałków o rozmiarach 1-10 cm i około 34 000 kawałków większych niż 10 cm. Najmniejsze obiekty, takie jak drobiny farby czy cząstki stałe spalin rakietowych, powodują uszkodzenia podobne do źle przeprowadzonego piaskowania dla poszycia statków i urządzeń. Zmniejszenie tej ilości śmieci jest kluczowe dla ochrony przestrzeni kosmicznej i zapewnienia bezpiecznej oraz zrównoważonej eksploracji kosmosu.
Trendy w technologii kosmicznej
Sektor kosmiczny to dynamicznie rozwijająca się dziedzina, z prognozowanym wzrostem wartości rynku do 1 biliona USD do 2040 roku. Jednym z ważnych trendów jest rozwój technologii do monitorowania i śledzenia obiektów kosmicznych, czego przykładem jest sieć United States Space Surveillance Network. W Polsce sektor kosmiczny również zyskuje na znaczeniu, z rosnącą liczbą podmiotów (w 2019 roku było ich 300) i aktywnym uczestnictwem w programach Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).
Kolejnym trendem jest rozwój technologii do obserwacji Ziemi i nawigacji satelitarnej, które mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach gospodarki, w tym w logistyce. Ważnym kierunkiem jest także rozwój systemów wykrywania i śledzenia obiektów kosmicznych, takich jak europejski system EUSST, który ma na celu zapewnienie bezpieczeństwa i ochrony.
Podsumowując, odgrywają coraz większą rolę w sektorze kosmicznym, zarówno na skalę globalną, jak i w Polsce, gdzie zyskuje na znaczeniu i aktywnie uczestniczy w programach ESA.
