W USA wystawiono pierwszy kosmiczny mandat. Bo satelita leciał za wolno

W lipcu 2023 roku ESA przeprowadziła pierwsze w historii (zaskakujące prawda?) kontrolowane wejście w atmosferę satelity obserwacyjnego Ziemi, który zakończył swoją pracę na orbicie. Był to Aelous, który po pięciu latach tworzenia profili zachowania się wiatrów na Ziemi, powoli opadał z prędkością 1 km na dzień w kierunku naszej planety.

Gdy wynoszono go na orbitę w 2018 roku problem orbitalnego bałaganu był już znany, ale jeszcze nie tak palący jak obecnie. Wszak kariera sieci Starlink rozpocząć miała się dopiero w połowie 2019 roku. Dziś sieć Starlink liczy około 4,5 tysiąca aktywnych satelitów, ma w 2026 roku osiągnąć liczebność 12 tysięcy, a w dalszej przyszłości nawet 40 tysięcy. Do tego dochodzą takie firmy jak OneWeb, która planuje sieć 4 tysięcy satelitów, czy Amazon z 3,2 tysiąca satelitów. To nie koniec, Chiny również mają swoje projekty megakonstelacji, choćby Guowang obliczony na 13 tysięcy satelitów. UE nie chce pozostać w tyle i planuje własną konstelację IRIS², która zapewni niezależność komunikacyjną na terenie Unii.

Dziś większość deorbitacji satelitów odbywa się w sposób niekontrolowany

Aelous nie miał być początkowo sprowadzany na Ziemię. Miał po kilkunastu latach oczywiście wejść w atmosferę i spalić się, ale dopiero później zdecydowano, że cała procedura będzie w pełni kontrolowanym i bardzo medialnym wydarzeniem, które nastąpi już w 2023 roku. Ostatecznie po serii manewrów, prowadzących do obniżenia orbity z 320 do 80 km, Aelous 28 lipca 2023 roku wszedł w atmosferę (jej niższe warstwy) nad Antarktyką i uległ zniszczeniu.

Radarowy obraz satelity Aelous w pod koniec jego deorbitacji (fot: Fraunhofer FHR)

Deorbitacja Aelousa odbyła się bez problemów. Jednakże rok wcześniej, zakończenie pracy innego satelity, na znacznie wyższej, bo geostacjonarnej orbicie, przyniosło zgoła odmienne skutki.

Co dzieje się z satelitą geostacjonarnym po zakończeniu jego pracy?

Satelity, które znajdują się na orbicie geostacjonarnej - około 36 tysięcy kilometrów ponad równikiem, czyli obiegają Ziemię synchronicznie z jej okresem obrotowym, nie są sprowadzane na Ziemię, ale parkują w regionie, na tak zwanej orbicie cmentarzysku. To 300 kilometrów ponad orbitą geostacjonarną, gdzie mogą spokojnie pozostawać przez miliony lat. Spokojnie to może pewne nadużycie tego słowa, ale satelitów geostacjonarnych jest dużo mniej niż tych orbitujących na niskiej orbicie wokółziemskiej.

Satelity umieszczone około 300 km ponad orbitą geostacjonarną nie zagrażają funkcjonowaniu tych wciąż pracujących. (fot: ESA)

Problem zaśmiecenia przestrzeni w odległości około kilkudziesięciu tysięcy km od Ziemi nie jest dziś tak istotny jak w przypadku orbit kilkaset km nad Ziemią. Niemniej porządek nawet w takiej odległości musi być utrzymany, a orbita cmentarzysko wciąż jest jedynym realnym rozwiązaniem. Kontrolowane sprowadzenie satelity z orbity geostacjonarnej wymaga bowiem zapasów paliwa przekraczających te jakie satelita ma zwykle na manewry orbitalne w trakcie przewidywanego czasu pracy. A pod koniec jego kariery są one i tak już wyczerpane.

Na Ziemi mandaty są za przekraczanie prędkości, w kosmosie może być na odwrót

W maju 2022 roku z orbity geostacjonarnej na wspomniane cmentarzysko miał być sprowadzony satelita telekomunikacyjny EchoStar-7. Jego operatorem jest DISH - amerykański dostawca satelitarnych usług cyfrowych. Wszystko zdążało ku pomyślnemu przeprowadzeniu procedury podniesienia orbity, ale tu zdarzyło się coś niemiłego. Satelicie skończyło się paliwo potrzebne do manewrów orbitalnych. Zabrakło 178 kilometrów do osiągnięcia prawidłowej orbity. By podnieść orbitę o wymagane 300 km, satelita geostacjonarny musi zwiększyć swoją prędkość orbitalną o około 11 metrów na sekundę. Wymaga to zapasu paliwa odpowiadającego około trzem miesiącom normalnej pracy (nawet na orbicie geostacjonarnej satelita wykonuje drobne manewry).

DISH zdecydował, że zrobi to co mu pozostawało do zrobienia, czyli pozostawi satelitę na pastwę losu. Jednak w ten sposób, satelita, który nie jest już użytkowany, niepotrzebnie będzie przeszkadzał innym satelitom na orbicie geostacjonarnej. Szczególnie, że bez paliwa, nie są możliwe żadne manewry korekty orbity w przypadku zagrożeń ze strony innych obiektów w kosmosie.

Pierwszy mandat kosmiczny wystawiono w USA amerykańskiej firmie

DISH prawdopodobnie nie przypuszczał, że wynosząc w 2002 roku satelitę EchoStar-7 narazi się u końca jego funkcjonowania na kosmiczny mandat. A tak należy określić karę jaką ustanowiła na bazie swoich przepisów Amerykańska Federalna Komisja Łączności (FCC). Nałożono ją za niedotrzymanie zobowiązania odprowadzenia zużytego satelity na miejsce spoczynku.

Pierwszy mandat kosmiczny opiewa na kwotę 150 tysięcy dolarów.

Kwota mandatu to 150 tysięcy dolarów i pewnie w tym momencie można zastanowić się, czy jest ona adekwatna do zagrożenia jakie mógłby sprowadzić w przyszłości EchoStar-7? Wszak problemy czają się w potencjalnie dużo większej liczbie na dużo niższych orbitach. To jednak pierwszy mandat, który ma na celu pokazać, że FCC nie jest bezsilna w obliczu problemu kosmicznych śmieci. W przyszłości posypią się pewno kolejne i być może dotyczyć będą one satelitów właśnie na dużo niższych orbitach.

Szkoda tylko, że wciąż prawo kosmiczne nie jest czymś co ma siłę oddziaływania podobną jak prawo międzynarodowe. Przestrzeń kosmiczna nie jest podzielona na państwa i jeśli taki chiński czy rosyjski satelita stworzy zagrożenie to FCC może tylko pomachać palcem. W tym przypadku zadziałać może Międzynarodowa Unia Telekomunikacyjna (ITU). FCC wystawiając swój pierwszy kosmiczny mandat dało znak, że również ITU i inne organy regulujące ruch w kosmosie mogą pełnić rolę kosmicznego policjanta.

Źrodło: FCC, inf. własna, space.com