Bezpieczeństwo w przestrzeni kosmicznej nie zależy od przypadku Wraz ze wzrostem ilości kosmicznych odpadów rośnie prawdopodobieństwo kolizji. Badacze wspierani ze środków UE symulowali scenariusze kolizji przy różnych warunkach początkowych dla określenia, które parametry orbit mają największy wpływ na prawdopodobieństwo kolizji. Energia © Shutterstock Szacuje się, że wokół Ziemi znajduje się ponad 500 000 obiektów większych niż 1 cm i ponad 10 milionów obiektów większych niż 1 mm. Obiekty tej wielkości nie może być zatrzymane przez osłony Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) i mogą zaburzać pracę statku kosmicznego na orbicie. Jednak małych odpadków nie da się śledzić za pomocą obecnej technologii radarowej. Nawet jeśli nowe technologie radarowe będą je w stanie wykryć, ilość danych dla wszystkich potencjalnie kolidujących cząstek uniemożliwi indywidualne śledzenie ewolucji ich orbit. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu SPACEDEBECM (Space debris evolution, collision risk, and mitigation) zaproponowali odmienne podejście w oparciu o definicję gęstości fragmentów. Takie sformułowanie problemu pozwoliło na przyjęcie metod analitycznych do badania długoterminowej ewolucji kosmicznych odpadów. Opracowano model całej populacji kosmicznych odpadów w różnych obszarach orbitalnych do opisania ewolucji gęstości. Do opisu gęstości zastosowano techniki algebry różniczkowej, a dla wyliczenia długoterminowej ewolucji orbit posłużono się technikami półanalitycznymi, wdrożonymi w narzędziu PlanODyn. Nowy model traktowania fragmentów jako płynu rejestruje ruch dużej ilości drobnych odpadów znacznie szybciej niż przy użyciu konwencjonalnych metod. Naukowcy zastosowali mapy gęstości stworzone dla identyfikacji orbit zbieżnych i oceny ryzyka kolizji z pojazdem kosmicznym na orbicie okołoziemskiej. Te prace pokazały, że chmura drobnych odpadów powstała w wyniku rozpadu pojazdu kosmicznego na orbicie zwiększa zagrożenia dla innych statków kosmicznych będących w pobliżu. W szczególności odpady z satelity używanego w ramach Programu Obronnych Satelitów Meteorologicznych (DMSP-F13), który eksplodował 3 lutego 2015 roku, mogą uderzyć w satelity znajdujące się na orbicie heliocentrycznej i biegunowej. Model gęstości zastosowano również do opisu rozlokowania, ewolucji i wyników dużych konstelacji satelitów CubeSats, reprezentujących nowy trend w zastosowaniach kosmicznych. Naukowcy przeanalizowali różne opcje zwalniania orbit z punktami libracyjnymi i orbit eliptycznych, na których dobiegają końca misje kosmiczne i gdzie planuje się umieszczenie przyszłych misji. Przestrzeń kosmiczna wokół Ziemi jest gęsto wypełniona coraz większą ilością odpadów, z których większość powstała w wyniku rozpadu eksploatowanych lub porzuconych statków kosmicznych. Projekt SPACEDEBECM pogłębił naszą wiedzę o dynamice drobnych fragmentów odpadów i ich wpływie na ryzyko kolizji w środowisku kosmicznym naszej planety. Słowa kluczowe Bezpieczeństwo w przestrzeni kosmicznej, kosmiczne odpady, orbita, technologia radarowa, SPACEDEBECM, ryzyko kolizji
