Vesolje je polno raznoraznih delcev, ki tipično z velikimi hitrostmi letijo naokrog. Velika večina teh delcev je naravnega izvora, a močno vplivajo na naše raziskovanje vesolja. Tovrsten primer je prah znotraj diska naše galaksije, ki nam zapira pogled v oddaljene dele vesolja. Veliko delcev je tudi v Osončju. To so razni meteoroidi - ostanki kometov, asteroidov. Ti hitri delci lahko predstavljajo tudi nevarnost vesoljskim plovilom, če trčijo vanje. Zaradi ogromne hitrosti imajo toliko kinetične energije, da si jih lahko predstavljamo kot bombe v vesolju. V času od kar je človeštvo sposobno dostopati v vesolje s sondami, sateliti in vesoljskimi postajami, se je pojavil nov problem: hitri delci v orbiti okrog zemlje, ki so človeškega izvora, a na njihovo gibanje nimamo nikakršnega vpliva več. Pravimo jim vesoljske smeti.
Vesoljske smeti razvrščamo v več kategorij:
Donald Kessler je leta 1978 ugotovil, da bodo na neki stopnji gostote satelitov v orbiti okrog zemlje fragmentacijski ostanki zaradi trkov satelitov postali glavni vir nastajanja vesoljskih smeti in vspostavila se bo "verižna reakcija" trkov odpadkov, ki bodo proizvedli spet nove odpadke. Domneval je, da bi proces lahko ustvaril takšne količine odpadkov, da bi bilo nemogoče uporabljati nizke orbite okrog Zemlje za več sto let, s čimer bi si človeštvo zaprlo dostop do vesolja. Novejše raziskave kažejo, da sedanja gostota satelitov že zatošča, da se bo to zgodilo v nekaj sto letih tudi brez izstreljevanja novih satelitov. Če želimo to preprečiti, bo potrebno aktivno odstranjevati odpadke in zelo zmanjšati njihov nastanek. V smeri zmanjšanja nastanka odpadkov je generalna skupščina Združenih narodov že sprejela priporočila za blaženje problema vesoljskih smeti.
Leta 2009 sta trčila star ruski satelit in eden od komunikacijskih satelitov skupine Iridium. To je bil prvi primer, da sta dva satelita trčila nenamenoma. Če se ne bo takih trkov začelo aktivneje preprečevati, jih bo vse več. Poleg tega trki proizvedejo ogromno novih smeti, ki verjetnost naslednjega trka še povečajo.
Zelo velik vir onesnaženja so bili tudi vojški poskusi sestreljevanja satelitov. Zadnja dva primera sta kitajski test sestrelitve satelita iz leta 2007 in ameriška sestrelitev pokvarjenega vohunskega satelita leto kasneje. Vsak tovrstni poskus je drastično povečal količino delcev v orbiti.
Da si lahko predstavljamo obseg problema, moramo pogledati nekaj podatkov. Danes je v orbiti okrog Zemlje kakih 500 - 800 delujočih satelitov. Vsega skupaj smo v orbito izstrelili že več kot 6500 satelitov, od katerih jih je mnogo ostalo v orbiti tudi po koncu življenjske dobe. Omrežje radarjev Space Surveilance Network trenutno sledi orbite več kot 8000 teles, ki so večja od 10cm. Manjših teles pa je še veliko več, čeprav predstavljajo majhen del mase vseh teles v orbiti. Ocenjujejo, da je v orbiti teles, ki so večja od 1cm premera, kakih 150 tisoč, manjših pa miljon ali več.
Delci, ki se gibljejo s hitrostjo nekaj kilometrov na sekundo, lahko povzročijo ogromno škode. Objekt premera 10cm lahko uniči cel satelit ali vesoljsko postajo. Tu je nekaj slik, ki ponazarjajo, kakšno škodo naredijo delci premera 1cm ali manj. Prva slika je eksperimentalni prikaz posledic trka, druga slika je posnetek škode, ki jo je povzročil zelo majhen delec na oknu Space Shuttla, tretja slika prikazuje krater v sončni celici Hubblovega teeskopa. Sledi prikaz, kako pobliskne trk kroglice iz prve slike v oviro, sledita pa še dve fotografiji, kako se na Zemlji vidi jedrska eksplozija v orbiti, kot nazoren prikaz tega, kako oddaljeni se človeštvnu zdijo problemi, ki bodo prišli že čez nekaj desetletij v ospredje.
Za odstranjevanje smeti še ni sprejemljivih tehničnih rešitev. Največ obeta odstranjevanje delcev z močnim laserjem, ki jih dovolj upočasni, da jim orbita pade dovolj nizko, da jih ustavi zračni upor in zgorijo v atmosferi. Problem lovljenja malih odpadkov je potrošnja energije, ki je potrebna za odstranjevanje. Do razvoja odstranjevalnih metod smeti se je potrebno omejiti na preprečevanje škode. Vsi pomembnejši sateliti in mednarodna vesoljska postaja so opramljeni s ščiti, ki preprečujejo, da bi znatno škodo naredila telesa, ki so manjša od 1cm premera. Telesom, ki so večja od 10cm je moč slediti z obstoječimi radarji in opazovalna omrežja stalno izračunavajo, kdaj obstajajo možnosti trkov takih teles z ISS ali Space Shuttlom. V primeru, da grozi trk, se postaja umakne na drugo orbito. To je potrebno narediti na vsakih nekaj posadk mednarodne vesoljske postaje.
Problem ostajajo telesa med 10cm in 1 cm premera, ki lahko naredijo znatno škodo. Razvija se napredne teleskope z laserji za osvetljevanje, ki lahko sledijo tudi tako majhnim delcem. S tem se bodo pojavile možnosti, da se ocenjuje tveganje trka tudi v teh primerih, vendar bo zaradi velike količine teh delcev to veliko večji izziv, kot sledenje velikim smetem.
Nekaj literature:
Fizika udarca balističnega izstrelka v oviro
Ščit za modul Kibo
"Kesslerjev sindrom"
A guide to orbital space debris
ESA Space debris stran
Ruski radarski sateliti RORSAT, velik vir onesnaženja
Nasa katalog objektov v orbiti
Klemen Blokar