Bezpieczeństwo w przestrzeni kosmicznej nie zależy od przypadku
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(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (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.