Przestrzeń kosmiczna wokół Ziemi, kiedyś niemal pusta, dziś przypomina zatłoczoną autostradę. Setki tysięcy pozostałości po kosmicznych misjach wiruje na orbicie. Naukowcy nazywają to kosmicznymi śmieciami, materialnym odpadem, który zagraża bezpieczeństwu działań kosmicznych.
Według najnowszego raportu Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), na orbicie okołoziemskiej znajduje się obecnie około 40 tys. obiektów większych niż 10 cm, z których większość jest śmieciami - nieaktywnymi fragmentami dawnych misji. W tej kategorii jest także ponad 1,2 miliona elementów większych niż 1 cm oraz ponad 50 milionów mniejszych odłamków - wszystkie poruszające się z prędkością przekraczającą 7 km/s. To elementy rakiet, fragmenty statków kosmicznych, pokruszona farba i szczątki po kolizjach.
O zagrożeniach z tym związanych, opowiada w rozmowie z Euronews Tim Flohrer, szef Biura Odpadów Kosmicznych Europejskiej Agencji Kosmicznej:
"Kosmiczne śmieci czy też, jak zwykle je nazywamy, kosmiczne odpady, to wszystko to, co zostało stworzone przez człowieka, przez naszą aktywność pozaziemską i nie jest już w użyciu. Jak na Ziemi - to jest śmieciem, co nie ma już sensownego przeznaczenia, jest nieprzydatne. To głównie niedziałające satelity. Niestety, spora część śmieci powstaje przez eksplozje i kolizje, przez co obiekty dzielą się na fragmenty, od wielkich po mikroskopijne" - mówi Flohrer.
Dlaczego kosmiczne śmieci stanowią zagrożenie?
Satellity to dziś integralna część globalnej infrastruktury: bez nich nie działają GPS, telekomunikacja, internet satelitarny, systemy pogodowe, monitorowanie środowiska czy systemy obronne. Uszkodzenie satelitów w wyniku zderzeń nawet z fragmentami śmieci, może mieć realne konsekwencje dla społeczeństwa i gospodarki.
Przykładowo w 2025 roku SpaceX zgłosił, że jego satelity Starlink musiały wykonywać manewry unikowe dziesiątki tysięcy razy, aby nie zderzyć się z potencjalnymi odłamkami - co podkreśla rosnącą częstotliwość takich zagrożeń.
Jak tłumaczy Tim Flohrer:"Ilość kosmicznych opadów osiągnęła ogromny poziom i są takie powierzchnie, że jest ich za dużo, by zapewnić bezpieczeństwo w strukturze infrastruktury kosmicznej. Zagrożeniem są nawet te najmniejsze fragmenty. Centymetrowy obiekt, biorący udział w kolizji, ma energię porównywalną do naboju wystrzelonego z pistoletu".
W najgorszym scenariuszu dochodzi do gwałtownych kolizji, które generują kolejne śmieci - co naukowcy nazywają syndromem Kesslera, czyli kaskadowym efektem narastania liczby odłamków po kolejnym zderzeniu.
W praktyce oznacza to, że im więcej śmieci, tym większe prawdopodobieństwo kolejnych kolizji, co może uczynić niektóre pasma orbity trudnymi lub wręcz nieprzejezdnymi. Choć wciąż brak dowodów na pełną realizację katastrofalnego scenariusza Kesslera, to liczba zgłaszanych manewrów unikowych przez operatorów satelitów rośnie znacząco z roku na rok.
Czasem bywa tak, że kosmiczne śmieci przy wejściu w atmosferę mogą nie spalić się całkowicie. Tak było w lutym tego roku, kiedy szczątki rakiety Falcon X, z firmy Elona Muska SpaceX, spadły na Polskę.
Z punktu widzenia bezpieczeństwa lądowego ryzyko, że fragment kosmicznego odpadku spadnie na zabudowane tereny, jest nadal niskie. Większość małych fragmentów spala się w atmosferze, a jeśli coś dotrze do powierzchni Ziemi, to rzadko powoduje poważne szkody.
Jednak problem staje się bardziej złożony, gdy spojrzymy na jego wpływ na środowisko i długoterminową zrównoważoność. Zabieg deorbitacji polegający na kierowaniu satelitów, aby spaliły się w atmosferze, nie jest neutralny - spalanie materiałów takich jak aluminium może wpłynąć na skład chemiczny górnych warstw atmosfery. A potencjalnie nawet na klimat i warstwę ozonową.
"Zakorkowana" orbita
Chociaż problem kosmicznych odpadów jest znany od dekad, to tempo jego eskalacji w ostatnich latach jest bezprecedensowe.
ESA szacuje, że w niskiej orbicie okołoziemskiej liczba obiektów śledzonych systemami nadzoru przekracza 40 tysięcy, a kiedy doliczyć mniejsze fragmenty, liczba ta rośnie do setek milionów.
W 2025 roku liczba deorbitowanych satelitów - czyli takich, które wracają w atmosferę - przekracza kilka dziennie, co jest proporcjonalne do wzrostu liczby nowych obiektów.
Projekty megakonstelacji satelitarnych, jak Starlink, OneWeb czy Amazon Kuiper, przewidują wystrzelenie dziesiątek tysięcy nowych satelitów w najbliższych latach - co oznacza większy tłok na orbicie.
Jak sobie radzić z kosmicznymi śmieciami?
Zgodnie z postanowieniem Europejskiej Agencji Kosmicznej z 2002 roku, każdy statek kosmiczny, po upływie 25 lat od zakończenia swojej misji, powinien zostać deorbitowany i spłonąć w atmosferze lub zostać wyniesiony 300 kilometrów powyżej pierścienia orbity geostacjonarnej i pozostawiony na tzw. orbicie cmentarnej. To ogranicza liczbę niekontrolowanych fragmentów pozostających w kosmosie.
Jak stwierdza ekspert ESA, technologia do oczyszczania orbity wciąż jest w fazie testowej:
"Niestety, dzisiaj wciąż udoskonalamy technologię, która pozwoliłaby na sprowadzenie z powrotem na Ziemię większe kosmiczne odpady. Skupiamy się na dużych elementach, ponieważ one mogą być powodem powstawania mniejszych fragmentów. Testujemy teraz w ESA technologię, która wykorzystuje odnóża jak macki. Cztery ramiona, które będą chwytały niekontrolowany odpad, przyczepią go do satelity, a następnie razem spłoną w atmosferze".
Kilka agencji i firm pracuje nad technologiami, które mają fizycznie usuwać fragmenty z orbity - na przykład poprzez robotyczne chwytaki, siatki, liny, które pomagają naprowadzić nieaktywny obiekt na bezpieczną trajektorię do spalania. ESA planuje takie misje demonstracyjne w nadchodnich latach.
Systemy nadzoru orbity już dziś śledzą tysiące obiektów, ostrzegając operatorów satelitów o potencjalnych kolizjach i pozwalając na planowanie unikowych manewrów. W przyszłości takie systemy będą musiały korzystać z AI i zaawansowanej analizy danych, aby przewidywać i minimalizować ryzyko jeszcze skuteczniej.
Jednym z najważniejszych elementów walki z kosmicznymi odpadkami jest globalne prawo i współpraca, która zobowiązuje państwa i firmy do przestrzegania norm i standardów: ograniczania ilości nowych śmieci, śledzenia trajektorii, raportowania o obiektach i deorbitacji satelitów po zakończeniu życia. Europejska Unia pracuje nad nowymi przepisami, które mają ułatwić takie działania.
Jak wskazuje Tim Flohrer, niezbędna jest współpraca międzynarodowa:
"Łagodzenie skutków kosmicznych odpadów jest kluczowe, zbieranie największych obiektów. Ważna jest współpraca. Unikanie kolizji, a więc poruszanie satelitami, tak aby się ze sobą nie zderzały jest także kluczową sprawą. Musimy upewnić się, że operatorzy danych satelit się ze sobą komunikują. Musimy znaleźć miejsce na współpracę".
Sprzątania orbity
ESA ClearSpace-1 realizowane w Space Debris Office w Darmstadt to jedna z najbardziej zaawansowanych i symbolicznych inicjatyw Europy. Celem misji planowanej na rok 2026, jest przechwycenie i deorbitacja nieaktywnego elementu rakiety Vega, który od lat krąży po niskiej orbicie okołoziemskiej. ESA testuje zastosowanie robotycznych ramion do uchwycenia obiektu i kontrolowane sprowadzenie śmiecia do atmosfery. Projekt to precedens dla komercyjnego "sprzątania orbity".
ESA nie tylko rozwija technologie, ale także narzuca surowe wytyczne: nowe europejskie satelity muszą zostać usunięte z orbity w określonym czasie po zakończeniu misji.
Astroscale to jedna z pierwszych firm na świecie, która uczyniła usuwanie kosmicznych śmieci modelem biznesowym. Firma promuje zasadę: "każdy satelita powinien mieć plan bezpiecznej śmierci".
RemoveDEBRIS był jedną z pierwszych misji testujących różne metody usuwania śmieci w warunkach orbitalnych, takie jak sieci do łapania obiektów, harpuny do stabilnego przechwytywania, czy systemy deorbitacyjne zwiększające opór atmosferyczny.
NASA od lat prowadzi szczegółowe mapowanie i katalogowanie śmieci kosmicznych, symulacje efektu Kesslera, badania nad pasywnymi i aktywnymi metodami ograniczania odpadów. Choć NASA rzadziej realizuje bezpośrednie misje "sprzątające", to jej modele i dane są fundamentem globalnych systemów ostrzegania przed kolizjami.
Kilka ośrodków badawczych (m.in. w USA, Australii i Chinach) rozwija koncepcję użycia laserów naziemnych lub orbitalnych, które delikatnie zmieniają trajektorię małych obiektów, zwiększają ich opór atmosferyczny, powodują stopniowe opadanie i spalenie w atmosferze. To rozwiązanie budzi kontrowersje (technologia podwójnego zastosowania w przemyśle militarnym), ale jest postrzegane jako potencjalnie skuteczne wobec milionów małych fragmentów, których nie da się fizycznie przechwycić.
Czy będzie tylko gorzej?
Najbardziej pesymistyczne prognozy sugerują, że jeśli nie zostaną podjęte skuteczne kroki prewencyjne i naprawcze, orbitę czeka dalsze zatłoczenie, zwiększone ryzyko kolizji i potencjalna utrata łatwo dostępnej przestrzeni. W ekstremalnych scenariuszach niektóre wysokości orbity mogłyby stać się trudne do eksploatacji, ograniczając przyszłe misje kosmiczne lub zwiększając ich koszty.
Jednak dzięki szybkiemu postępowi technologicznemu, lepszej współpracy międzynarodowej i rosnącej świadomości problemu, jest szansa, że światowe społeczności kosmiczne zdołają odwrócić trend i utrzymać orbitę w stanie zdatnym do bezpiecznego użytkowania - tak jak dziś próbujemy chronić środowisko naturalne na Ziemi przed skażeniem i nadmiernym wykorzystaniem.
Tim Flohrer jest dobrej myśli:
"Wierzymy, że technologie doprowadzą nas do tego i usunięcie obiektu kosmicznego będzie skutkowało zmniejszeniem ryzyka, że na orbicie nie będzie dochodziło do fragmentaryzacji. Wejdą nam w krew dobre nawyki unikania kolizji, co sprawi, że operatorom będzie łatwiej, ale też satelity będą bezpieczniejsze, gdy będą zbliżać się do całych konstelacji".
Technologie kosmiczne to przyszłość Ziemi
Dzisiejsze projekty dowodzą, że techniczne usuwanie kosmicznych śmieci jest możliwe, ale kosztowne, wymaga precyzji i międzynarodowych uzgodnień, oraz musi iść w parze z regulacjami prawnymi.
Polska, choć nie jest liderem, realnie uczestniczy w tym ekosystemie, rozwijając kompetencje analityczne, naukowe i inżynierskie.
Kosmiczne śmieci to już nie odległa teoria - to realne wyzwanie, które ma konkretne implikacje dla bezpieczeństwa satelitów, działania systemów globalnych i przyszłości eksploracji kosmosu. Jak mówi Flohrer, musimy być odpowiedzialni jeśli chcemy zachować przestrzeń orbitalną jako zasób dostępny dla przyszłych pokoleń:
"Kiedy używasz smartfona, pomyśl jak długo w ciągu dnia go używasz. To, pośrednio lub bezpośrednio zależy od infrastruktury kosmicznej. Zorientujesz się, że to większość twojego czasu. Chociażby nawigacja, komunikacja, połączenia na inne kontynenty. Kiedy rozwijasz swój biznes, nowe technologie, “zrównoważenie” jest nie tylko kluczowe dla spraw na Ziemi, ale również dla infrastruktury orbity, aby ten zasób pozostał dostępny dla wszystkich. To będzie bardzo pomocne, ponieważ wtedy zdamy sobie sprawę, że technologia jest częścią naszego życia" - mówi Flohrer.