Եկեք պատկերացնենք 2050 թվականը. փողոցում մեքենաները թռչում են, մարդիկ ապրում են ռոբոտների հետ համատեղ` հարգելով նրանց իրավունքները, մարդկանց մի մասը ամբողջ օրը անցկացնում է մետավերսում, որոշ մարդիկ էլ արդեն Մարսի վրա մշտական բնակություն են հաստատել։ Սակայն կա մի խնդիր, որի պատճառով այս ամենը կարող է չիրականանալ։ Նույնիսկ հնարավոր է, որ մարդկության համար փակվի տիեզերական դարաշրջանը, չլինի համացանց և գլոբալ տեղորոշման համակարգ (gps):
Իսկ ինչը՞ կարող է առաջացնել այդ գլոբալ աղետը: Պարզվում է, որ տիեզերական աղբը։
Ներկայումս, տիեզերական աղբի 27000-ից ավել բեկորներ են պտտվում երկրաշուրջ ուղեծրում։ Դրանք շարժվում են միջինում 25200 կմ/ժ արագությամբ (մոտ 7 կմ՝ 1 վարկյանում)։ Համեմատության համար նշենք, որ փամփուշտի միջին արագությունը 3000 կմ/ժ է։ Եվ նույնիսկ մոտավորապես 20 գրամանոց տիեզերական աղբի բեկորը հարվածելիս, կարող է թողնել նույն ազդեցությունը ինչ միջին մարդատար մեքենան՝ 100 կմ/ժ արագությամբ շարժվելիս։
Տիեզերական աղբը վտանգ է սպառնում 8500-ից ավել ակտիվ արբանյակներին, որոնք կրիտիկական կարևորություն ունեն հաղորդակցության, առևտրի, ճանապարհորդության և անվտանգության համակարգերի համար։ Ցանկացած բախում այս համակարգերից մեկում կարող է շղթայական հետևանքներ ունենալ, քանի որ այդ բոլորը կախված են մեկը մյուսից։
Օրինակ՝ GPS համակարգերը ոչ միայն պատասխանատու են պարզ նավիգացիայի համար, այլ նաև կոորդինացնում են ավիաընկերությունների երթուղիները և ապահովում ժամանակի սինխրոնիզացիա բանկային, ֆինանսական և այլ ոլորտների համար։ Դե իսկ հաղորդակցության և կապին սպառնող վտանգը անխուսափելի կլինի։
Արբանյակների արձակման դարաշրջանի մեկնարկը
1950-ականներից ի վեր մարդկությունն արբանյակներ է ուղարկում երկրաշուրջ ուղեծիր և օգտագործում դրանք բազմաբնույթ նպատակներով։ Մինչ այս տարի մոտ 12000 արբանյակ է ուղարկվել երկրաշուրջ ուղեծիր և կիրառվել օդերևութաբանական, կապի և հաղորդակցության, ռազմական, հետախուզական, երկրաֆիզիկական, աստղաֆիզիկական, տեխնոլոգիական, կենսաբանական և այլ ոլորտներում։
1957 թվականի հոկտեմբերի 4-ին երկրաշուրջ ուղեծիր դուրս բերվեց մարդկության ստեղծած առաջին արբանյակը՝ Խորհրդային Միության «Սպուտնիկ 1-ը»։ Ընդհամենը մեկ ամիս անց տիեզերք հասավ նաև «Սպուտնիկ 2-ը», որն իր հետ տանում էր առաջին կենդանի տիեզերագնացին՝ Լայկա շանը։ Թե՛ Լայկան, թե՛ նրան տանող սարքավորումը հետ չվերադարձան, քանի որ այդ ժամանակ Խորհրդային Միությունը դեռ չէր մշակել տիեզերանավը հետ վերադարձնող մեխանիզմ։ Առաջին արբանյակի արձակումից մոտ չորս ամիս անց՝ 1958 թվականի, հունվարի 31-ին ԱՄՆ-ին նույնպես հաջողվեց ուղարկել իր արբանյակը՝ «Էքսփլորեր-1»-ը` այպիսով զարկ տալով տիեզերական խելահեղ մրցավազքին։ Մեկը մյուսի հետևից նոր երկրներ մտան մրցավազքի մեջ, ու այժմ երկրաշուրջ ուղեծրում արբանյակ ունենալով քչերին կզարմացնես )
ՄԱԿ-ի Outer Space Objects Index-ը վկայում է, որ 2021 թվականի մարտ ամսվա դրությամբ շուրջ 8575 արբանյակներ են պտտվում երկրաշուրջ ուղեծրերում։ Սակայն այս բոլոր արբանյակներից ընդհամենը 5200-ն են ակտիվ՝ 2022 թվականի հունվարի 6-ի դրությամբ։
Իսկ ի՞նչ է պատահում անսարք արբանյակների հետ։
Անսարք արբանյակների ճակատագիրը կախված է նրանից, թե ինչ բարձրության վրա են նրանք պտտվում. ցածր (160-2000կմ), միջին (2000-35,700 կմ) , թե երկրակայուն (35,786 կմ) երկրաշուրջ ուղեծրում։
Լավագույն երկու դեպքերը հետևյալն են. ցածր երկրաշուրջ ուղեծրում գտնվող արբանյակների դեպքում, դրանց Երկրից կառավարող թիմը դանդաղեցնում է արբանյակի շարժման արագությունը՝ օգտագործելով դրա վառելիքի վերջին պաշարը։ Դրա արդյունքում արբանյակը ուղեծրից անցնում է Երկրի մթնոլորտի խիտ շերտեր, որտեղ էլ այրվում է՝ ավարտելով իր «կյանքը»։ Իսկ երկրաշուրջ ուղեծրի ավելի բարձր հատվածներում գտնվող արբանյակները ուղարկվում են Երկրից ինչքան հնարավոր է ավելի հեռու։
Եթե արբանյակը այնքան մեծ է, որ հնարավոր չի ամբողջությամբ վառվի մթնոլորտում, ապա օգտագործելով դրա վառելիքի վերջին պաշարները այն ուղղում են հասարակությունից հեռու մի վայր, որտեղ էլ այն վերջնականապես ոչնչանում է։ Այդ վայրը ստացել է «Արբանյակների գերեզման» անվանումը և գտնվում է Խաղաղ Օվկիանոսի հարավային հատվածում։
Սակայն, բանն այն է, որ արբանյակների «մահվան» ծրագիրը միշտ չէ, որ նախօրոք պլանավորվում է և արդյունքում ստացվում է, որ 3000-ից ավելի անսարք արբանյակներ պտտվում են երկրաշուրջ ուղեծրերում։ Տիեզերական աղբի մեծ մասը կուտակված է Երկրի մակերևույթից 2000 կմ բարձրության վրա։ Այս ծավալի մեջ, աղբի կուտակումները զգալիորեն տարբերվում են։ Տիեզերական աղբի քանակը չափազանց շատ է 800-850 կմ բարձրության վրա։
Այս բեկորները շարժվում են հսկակայան արագությամբ և շատ հաճախ բախվում իրար՝ վերածվելով ավելի մանր բեկորների։
Մի հետաքրքիր շրջան կա տիեզերքում, որը կոչվում է Վան Ալենի գոտի (640 ից 58,000 կմ)։ Այս գոտին լի է բարձր էներգիական լիցքավորված մասնիկներով և կարող է շատ լուրջ վնասներ հասցնել արբանյակների էլեկտրոնիկային։ Այս գոտում ցանկալի չէ արբանյակներ ուղարկել։
Բախումների ի՞նչ դեպքեր են պատահել այսքան ժամանակ
Այդպիսի մի դեպք տեղի է ունեցել 2009 թվականին, երբ ռուսական անսարք «Կոսմոս 2251»-ը և ամերիկյան «Իրիդիում 33» արբանյակը բախվեցին իրար՝ մոտ 10կմ/վ արագության տակ։ Սա մարդկությանը հայտնի առաջին դեպքն է, երբ ոչ աշխատունակ արբանյակի պատճառով բախում է տեղի ունենում։
Մեկ այլ դեպք գրանցվել է 2021 թվականի մարտի 18-ին։ Այստեղ պատմությունը սկսվում է նրանից, որ Ամերիկյան տիեզերական ուժերի (U.S. Space Force) կառավարման օղակներից մեկը հայտարարում է չինական «Յունհայի 1-02» ռազմական արբանյակի պայթելու մասին։ Ուսումնասիրությունների արդյունքում աստղաֆիզիկոս, արբանյակների ընթացքին հետևող Ջոնաթան Մքդովելը (Jonathan McDowell) հաստատեց, որ չինական արբանյակը բախվել է տիզերական աղբի մի մասնիկի` Օբյեկտ 48078 անունով, որը պոկվել է ռուսական Ցելինա-2 արբանյակին ուղեծիր դուրս բերած Զենիթ-2 հրթիռից։
Տիեզերական աղբի հետ բախումներ են սպառնում նաև Միջազգային տիեզերակայանին։ Այդպիսի մի վտանգավոր բախում տեղի ունեցավ 2021 թվականի հունիսին, որի ժամանակ մի բեկոր հարվածեց միջազգային տիեզերակայանի (ՄՏԿ) թևերից մեկին։ Բարեբախտաբար, սա ոչ մի լուրջ վտանգ չդարձավ տիեզերակայանի ու ներսում բնակվող տիեզերագնացների համար։
Ինչպիսի՞ այլ դեպքերում է երկրաշուրջ ուղեծրում կուտակվում այսքան աղբ
Բացի արբանյակների միջև տեղի ունեցող բախումները, երկար տարիներ, տիեզերական աղբի գոյացման հիմնական պատճառը արբանյակների հանկարծակի պայթունն է եղել։ Սա այն դեպքն է, երբ արբանյակը խափանվում և ինքնաբերաբար պայթում է։
Մյուս պատճառներից է հրթիռների արձակումը։ Հրթիռներն ունեն վառելիքի բաքեր և երբ վառելիքը վերջանում է, այդ մասը անջատվում է ավելորդ քաշից խուսափելու համար։ Այնուհետև այդ մասը լավագույն դեպքում հասնում է մթնոլորտ և այրվում կամ մնում է ուղեծրում՝ համալրելով տիեզերական աղբի շարքերը։
Պակաս ազդեցություն չեն ունենում նաև արբանյակների ոչնչացման փորձարկումները, որոնց ընթացքում օգտագործվում են հատուկ մշակված հակաարբանյակային զենքեր։
Այդպիսի մի քանի դեպք պատմության մեջ արդեն իսկ գրանցվել է։
2007 թվականին Չինաստանը ոչնչացրեց իր օդերևութաբանական արբանյակներից մեկը (Fengyun-1C), իսկ 2019-ին Հնդկաստանը նույն ձևով վարվեց իր արբանյակներից մեկի հետ։ Հակաարբանյակային զենքի կիրառման ամենաթարմ դեպքերից մեկն էլ գրանցվեց 2021 թվականին, երբ Ռուսաստանը ոչնչացրեց ցածր ուղեծրային գոտում գտնվող իր արբանյակներից մեկը։ 2200 կիլոգրամանոց «Կոսմոս-1408»-ը մասնատվեց մոտ 1500 բեկորների և առաջացրեց աղբի հսկայական կուտակում, վտանգ դառնալով թե՛ մյուս արբանյակների աշխատանքի համար, թե՛ ընդհանուր առմամբ տիեզերագնացության համար։
Արբանյակի անսարքության մեկ այլ պատճառ էլ կա։ Դա երկար ժամանակ տիեզերական ճառագայթման ազդեցությունն է, որը բերում է էլեկտրոնիկական սարքավորումների, արբանյակի ներքին համակարգիչների խափանման, որի հետևանքով արբանյակը կարող է դառնալ անկառավարելի։
Ամփոփելով, կարող ենք ասել, որ տիեզերական աղբ են համարվում հրթիռներից մնացած մասնիկները, անսարք դարձած արբանյակները, ինչպես նաև բախումների արդյունքում առաջացած շատ փոքր կտորները և միկրոմետեորիտները, որոնք պտտվում են երկրի ուղեծրով։
Ու ինչքան շատանում է արբանյակների թիվը երկրաշուրջ ուղեծրերում, այնքան դրանց բախվելու հավանականությունը մեծանում է, ու սա էլ իր հերթին նպաստում է տիեզերական աղբի շատացմանը։ Հայտնի է, որ ամենաքիչը 128 միլիոն աղբի կտորներ կան ցածր երկրաշուրջ ուղեծրում։ Դրանցից 34000-ը 10 սանտիեմետրից մեծ են, և այս թիվը գնալով ավելանում է՝ ըստ Եվրոպական Տիեզերական գործակալության տվյալների։ Բախումների ժամանակ մեծ դեր ունի նաև այս մարմինների արագությունը, որը միջինում կազմում է մոտ 27500 կմ/ժ։ Այս հսկայական արագության տակ նույնիսկ ամենափոքր մասնիկը կարող է վտանգավոր բախումների պատճառ դառնալ։
Դեռ 1978 թվականին, NASA-ի գիտնական Դոնալդ Կեսլերը կանխատեսել էր, որ ինչքան շատ արբանյակներ են ուղարկվում տիեզերք, այնքան մեծանում է դրանց իրար հետ բախվելու հավանականությունը։ Իսկ այդ բախումների արդյունքում առաջացած մանր բեկորները իրենց հերթին բախվում են այլ բեկորների և այսպես շարունակ։ Կեսլերը կանխատեսում է, որ սրա արդյունքում կհասնենք մի այնպիսի կետի, երբ տիեզերական աղբը այնքան կշատանա, որ տիեզերքում «ճանապարհորդելը» բոլոր առումներով վտանգավոր կդառնա։ Այս երևույթը ստացել է Կեսլերի համախտանիշ անվանումը, որը, իհարկե, ընդհամենը կանխատեսում է, սակայն անհրաժեշտ քայլեր չձեռնարկելու դեպքում այն հնարավոր է իրականություն դառնա։
Լավ, այդ դեպքում ումի՞ց պահանջել ճիշտ քայլեր անելը, ինչպե՞ս հասկանալ, թե ով է մեղավոր ու վերջապես, ո՞վ է կրում այս արբանյակային բախումների պատասխանատվությունը։ Ըստ տիեզերական իրավաբան Ջեսիքա Նոբլի (Jessica Noble)՝ «Եթե արբանյակը բախվում է մեկ այլ արբանյակի կամ որևէ տիեզերական օբյեկտի, ապա դրա պատճառած վնասների ու այդ բախման հետևանքով գոյացած աղբը մաքրելու համար պատասխանատու է այն երկիրը որը ուղարկել է տվյալ արբանյակը։ Սակայն այս պահին չկան ավելի մանրամասն օրենքներ, որոնք կարգավորում են տիեզերական աղբը մաքրելու կամ անսարք արբանյակները հեռացնելու գործընթացները։ Միայն կան նորմեր և ուղեցույցներ, այս խնդիրը լուծելու համար»։
Տիեզերական տարածության ուսումնասիրման և օգտագործման համաձայնագրում (Outer Space Treaty) նշվում է, որ տիեզերական միջավայրը պետք է զերծ պահել աղտոտումից, սակայն ինչպիսի աղտոտումների մասին է խոսքը, հստակ չի նշվում։
Որո՞նք են հնարավոր լուծումները այս գնալով բարդացող խնդրի
Արբանյակների քանակի մեծացման հետ տիեզերական աղբի խնդիրը ավելի է բարդանում։
Միայն SpaceX ընկերությունն արդեն 2000-ից ավել Starlink անվանումը կրող կապի արբանյակ է ուղարկել երկրաշուրջ ուղեծիր, իսկ Իլոն Մասկն էլ նշել է, որ հույս ունի այդ տեսակի արբանյակների թիվը հասցնել մինչև 42000-ի։
Մյուս կողմից բրիտանական OneWeb-ը արդեն սկսել է իրականացնել գլոբալ համացանց ստեղծելու առաքելությունը, որի շրջանակում նախատեսվում է ուղարկել 648 արբանյակ։
Amazon-ը նույնպես նմանատիպ մի գաղափար ունի․ սա էլ արդեն նպատակ ունի ուղարկել 3200 արբանյակ։ Իսկ Astra կոչվող ստարտափը արդեն համաձայնագիր է կնքել մինչև 2025 թվականը 300 արբանյակներ ուղարկելու վերաբերյալ։
Չնայած արբանյակների կայծակնային արագությամբ շատանալուն, կան նաև տիեզերական աղբի խնդրի կարգավորման հնարավոր մի շարք լուծումներ։ Ահա դրանցից մի քանիսը.
2019 թվականին Space Safety Coalition-ը (SSC) ներկայացրեց մի քանի կամավոր ուղեցույցներ՝ տիեզերական բախումների հավանականությունը քչացնելու նպատակով։ Առաջարկություններից մեկն այն է, որ 400 կիլոմետրից բարձր գտնվող բոլոր արբանյակները ունենան շարժիչ համակարգեր (a propulsion system), որը նրանց հնարավորություն կտա շրջանցել հնարավոր բախումները։
Մեկ այլ լուծում էլ առաջարկել է Չինաստանը։ Այն 2021-ին իր արբանյակն է ուղարկել ուղեծիր՝ Shijian-21-ը, որը զբաղվելու է տիեզերական աղբի նվազեցման խնդրով։
Իսկ Ճապոնիայի տիեզերական գործակալությունը՝ JAXA-ն, փորձարկում է տեխնոլոգիա, որը նախատեսված է աղբի կտորները ուղեծրից գցելու համար, որպեսզի դրանք հետո այրվեն Երկիր մոլորակի մթնոլորտում։
Եվրոպական Տիեզերական գործակալությունն էլ պլանավորել է իրականացնել իր տիեզերական աղբի ոչնչացման առաքելությունը 2025 թվականին։ Համախմբվելով շվեդական «Քլիըր Սփեյս» ստարտափի հետ, նրանք փորձելու են չորս ձեռքեր ունեցող ռոբոտի օգնությամբ բռնել Վեգա հրթիռի երկրոդային ուղեբեռի տանող մասին, որը առանձնացել էր Վեգա հրթիռը ուղարկելու ժամանակ՝ 2013 թվականին։ Այդ բեկորը գտնվում է երկրից 800 կիլոմետր բարձրության վրա և կշռում է մոտ 100 կիլոգրամ։
——
Արբանյակներ ստեղծելու արժեքը գնալով մատչելի է դառնում և արբանյակներ ստեղծող ընկերությունները օր օրի շատանում են։ Դրանց առաքելությունը մեծ դեր ու նշանակություն ունի մի շարք բնագավառներում։ Սակայն, մարդկության սխալ վարվելակերպի հետևանքով Երկիրն արդեն իսկ ունի շրջակա միջավայրի մաքրության գերագույն խնդիր։ Արտաքին տիեզերքը աղտոտելու դեպքում հետևանքները կարող են ողբերգական լինել։
Իսկ ի՞նչ հետևություն կարող ենք անել մենք այս ամենից։
Պետք է ստանալ հիմնավոր գիտելիքներ, կրթվել, և մեր հույսը չդնել միայն տեխնոլոգիաների վրա, քանի որ եթե ոչ տիեզերական աղբը, ապա բազմաթիվ այլ արհավիրքներ կարող են մեզ զրկել մեզ շատ սովոր տեխնոլոգիաներից: