Podbój kosmosu może być ekologiczny. Innowacje branży skupiają się na ograniczaniu zjawiska kosmicznych śmieci

Przemysł kosmiczny skupia się już nie tylko na poszerzeniu możliwości eksploracji kosmosu, ale i na ograniczeniu wpływu na środowisko naturalne. Jednym z celów sektora jest opracowanie technologii umożliwiających wydłużenie eksploatacji satelitów, a także „sprzątanie” śmieci, jakie zostają po obecności człowieka w kosmosie. Kolejnym etapem będą ekologiczne paliwa. – Na pewno potrzebujemy jeszcze wiele innowacji i wiele lat rozwoju, żeby rynek był w stu procentach ekologiczny – mówi Weronika Borejko ze Stowarzyszenia Polskich Profesjonalistów Sektora Kosmicznego. Dziś dane dostarczane z satelitów umożliwiają coraz bardziej efektywne zarządzanie zasobami naturalnymi na Ziemi.

– Podbój kosmosu może być ekologiczny i sektor kosmiczny dąży w tym kierunku. Zaczynamy myśleć o rozwiązaniach pozwalających ściągać sprzęt z orbity bądź go ponownie wykorzystywać. Mam wrażenie, że robimy już duże kroki w tym kierunku i komercjalizacja tego rynku zdecydowanie w tym pomaga – ocenia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje Weronika Borejko, ekspertka Stowarzyszenia Polskich Profesjonalistów Sektora Kosmicznego oraz European Association of Remote Sensing Companies.

Jednym ze sposobów na ograniczenie negatywnego wpływu działalności człowieka w kosmosie jest serwisowanie satelitów tak, by wydłużyć okres ich eksploatacji. Firma SpaceLogistics w 2019 roku wprowadziła na rynek swój pierwszy pojazd do obsługi satelitów, Mission Extension Vehicle (MEV-1). Na początku 2020 roku z powodzeniem zadokował na satelicie komunikacyjnym Intelsat 901 na orbicie geostacjonarnej i zapewni przedłużenie jego działania przez pięć lat. Drugi pojazd, MEV-2, zadokował na satelicie komunikacyjnym Intelsat 10-02 w kwietniu 2021 roku. W katalogu urządzeń i usług serwisowych SpaceLogistics na orbicie znajdują się też Mission Robotic Vehicle (MRV) i Mission Extension Pod (MEP). MRV to serwisowy statek kosmiczny, wyposażony w ramię robotyczne i narzędzia, które mogą zainstalować MEP, elektryczne urządzenie napędowe, które może przedłużyć żywotność satelity o sześć lat.

Inny pomysł na przedłużenie żywotności satelitów ma kalifornijski start-up Orbit Fab. To kosmiczne stacje paliwowe RAFTI umieszczone na orbicie. Firma podpisała w marcu opiewający na kwotę 12 mln dol. kontrakt z Siłami Powietrznymi i Siłami Kosmicznymi Stanów Zjednoczonych.

– Tym, na czym głównie skupia się sektor kosmiczny, jest zmiana budowy satelitów i zużycie materiałów, jakich używa się do ich tworzenia. W tym momencie to jest to, co jest najbardziej kosztowne i ma największy wpływ na nasze środowisko. Drugim aspektem jest ściąganie kosmicznych śmieci, czyli tego, co zostaje na orbicie, żeby nie wpływało na nasze środowisko. Sądzę, że aspekt ekologicznego paliwa będzie kolejnym krokiem – wymienia Weronika Borejko.

Z danych Space Environment Statistics wynika, że od 1957 roku w kosmos poleciało blisko 6,2 tys. rakiet, które umieściły na orbicie ponad 12,7 tys. satelitów. Ponad 7,8 tys. z nich wciąż jest na orbicie, ale tylko 5,4 tys. działa. SES ocenia, że na orbicie są też miliony mniejszych bądź większych obiektów, które mogły powstać na skutek np. eksplozji czy kolizji. 36,5 tys. z nich to obiekty ponad 10-cm, około miliona z nich ma między 1 a 10 cm, a ok. 130 mln to obiekty jeszcze mniejsze, między 1 mm a 1 cm. Orbitujące śmieci stanowią duże wyzwanie, również w kontekście ryzyka kolizji, nad którym pochylają się nie tylko agencje kosmiczne, ale też sektor prywatny. 

Firma Astroscale ma już za sobą udane testy usługi End-of-Life Services wykonane w przestrzeni kosmicznej. Pod koniec sierpnia została przeprowadzona misja usuwania obiektów z orbity za pomocą małego satelity korzystającego z mechanizmu magnetycznego. W 2023 roku z Nowej Zelandii ma zostać wystrzelona sonda ADRAS-J, która zbada pozostały w przestrzeni kosmicznej górny stopień rakiety wystrzelonej przez Japońską Agencję Eksploracji Aerokosmicznej. Misja ma utorować drogę późniejszemu usunięciu tego elementu z orbity.

Zrównoważony rozwój sektora kosmicznego nie ogranicza się jednak tylko do zmniejszenia wpływu eksploracji na środowisko.

– Cały sektor kosmiczny i aplikacje, które dla niego tworzymy, są z założenia po to, żeby pomóc nam monitorować i ratować środowisko. Jesteśmy w stanie monitorować z ogromną dokładnością to, jakie mamy zanieczyszczenia, jaka jest jakość wody, powietrza, również wspierać logistykę, gdzie jest najlepiej jeździć bądź chodzić. Monitorujemy również oceany w dużym pojęciu zmian środowiskowych, obserwujemy to, jak zmieniają się warstwy lodowe na biegunach. Więc pod tym względem obserwacja Ziemi jest bardzo pomocna i jesteśmy w stanie określić zmiany, poprawę lub pogorszenie z dokładnością do milimetrów – wskazuje ekspertka.

1 marca NASA wystrzeliła trzeciego z serii satelitów pogodowych nowej generacji dla Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej Stanów Zjednoczonych. Satelita GOES-T będzie w czasie rzeczywistym dostarczał dane niezbędne do prognozowania pogody i przewidywania niebezpiecznych zjawisk dla całej zachodniej półkuli ziemskiej. Co ważne, program obejmuje również prognozowanie pogody w kosmosie i przewidywanie zjawisk skutkujących zakłóceniami w działaniu elektroniki, systemów GPS czy komunikacji radiowej.

Z kolei w ramach programu Horizon 2020 w 2019 roku został uruchomiony projekt HYdro-POwer-Suite (HYPOS). Na podstawie analizy zdjęć satelitarnych ułatwia on ocenę parametrów jakościowych wody, na przykład jej zmętnienie, pod kątem planowania inwestycji, które zoptymalizują pracę elektrowni wodnych. Dane hydrologiczne są generowane każdego dnia, a ich analiza z wykorzystaniem algorytmów pozwala w błyskawicznym tempie opracować alerty, dotyczące na przykład krytycznego zmętnienia wody, które wymaga przeprowadzenia sedymentacji osadów.

Innym parametrem pochodzącym z satelity, który może sprawić, że zarządzający gospodarką wodną będą bardziej świadomi zużycia wody, jest szacowanie wody wyparowanej ze zbiorników. Ten parametr w połączeniu z danymi o zapotrzebowaniu na energię populacji znajdujących się w dole rzeki może pomóc w podjęciu decyzji o najlepszych czasach poboru wody i sprawić, że gospodarka wodna będzie wydajniejsza. Do tej pory portal HYPOS został przetestowany na czterech zbiornikach i rzekach w Szwajcarii, Albanii i Gruzji. W tym roku osiągnie zasięg globalny, a na kwiecień zaplanowane jest oficjalne uruchomienie portalu HYPOS.

O zrównoważonym rozwoju sektora kosmicznego i jego wpływie na środowisko eksperci rozmawiali podczas panelu „Co biznes może zrobić dla planety?” w ramach jednego z ostatnich Thursday Gathering. To cykliczne eventy, które w każdy czwartek gromadzą w warszawskim Varso przy ulicy Chmielnej społeczność innowatorów. Organizatorem jest Fundacja Venture Café Warsaw.