Uzay enkazı

Uzay enkazı (uzay çöpü), Yer yörüngesinde kalmış ve artık hiçbir işe yaramayan insan yapımı cisimlerin hepsidir: ömrünü doldurmuş uydular, fırlatma roketlerinin üst kademeleri, fırlatma sırasında kopan parçalar ve çarpışma ya da patlama sonucu oluşan sayısız kırıntı.

Nasıl işler?

Yörüngedeki cisimler saniyede yedi sekiz kilometre hızla gider. Bu hızda bir boya zerresi bile küçük bir mermi gibi etki eder; zıt yönlerde dolanan cisimlerin göreceli hızı 15 km/s'ye ulaşabilir. Yalnız birkaç milimetrelik bir parça, bir uydunun paneline ya da istasyonun penceresine zarar verebilir. Uzay mekiği Challenger'ın ön penceresi 1983'te bir boya parçasının çarpmasıyla çukurlaştı.

Alçak yörüngedeki enkaz zamanla atmosfer sürtünmesiyle düşer: 400 km civarında yıllar, 800 km'nin üzerinde ise on yıllar ile yüzyıllar sürebilir. Daha yüksekte, örneğin yerdurağan yörünge civarında enkaz pratik olarak sonsuza dek kalır. Bu yüzden uydular ömürlerinin sonunda ya alçak yörüngeden düşürülür ya da yerdurağan bölgenin birkaç yüz km üstündeki "mezarlık yörüngesi"ne taşınır.

Örnekler

Tahminlere göre 10 cm'den büyük yaklaşık 37.000 cisim, 1 ile 10 cm arası yaklaşık bir milyon cisim ve 1 cm'den küçük yüz milyonu aşkın parça yörüngededir. Yalnız bir kısmı izlenebilir; radarlar ve teleskoplar büyük olanların yörüngesini kataloglar ve ISS gerektiğinde kaçınma manevrası yapar.

Büyük kaynaklar arasında 2007'de Çin'in kendi hava durumu uydusunu füzeyle yok etmesi sayılır: iki binden fazla izlenebilir parça yarattı. 10 Şubat 2009'da çalışan Iridium 33 ile işlevsiz Rus Kosmos 2251 uydusu çarpıştı ve çok sayıda parça saçıldı. Kasım 2021'de Rusya'nın Kosmos 1408'i füzeyle vurması, ISS mürettebatını kısa süre koruma altına almak zorunda bıraktı.

Enkazı izlemek için ABD Uzay Gözetleme Ağı, Avrupa'nın radarları ve özel şirketlerin teleskopları kullanılır. Bir cismin yörüngesi bilindiğinde, başka bir cisimle yaklaşma olasılığı hesaplanır. Olasılık belirli bir eşikten yüksekse operatörler manevra yapar; ESA her yıl çok sayıda yaklaşma uyarısını değerlendirir. Küçük parçalara karşı ise koruma kalkanları kullanılır: ISS'in modülleri, "Whipple kalkanı" denen çok katmanlı bir korumayla donatılmıştır; dışarıdan gelen parçacık ilk tabakada parçalanır ve enerjisi dağılır. Ancak birkaç santimetreden büyük bir parçaya karşı pratik bir koruma yoktur; tek çare kaçınmaktır.

Temizleme çalışmaları henüz başlangıçtadır. Avrupa Uzay Ajansı'nın ClearSpace-1 projesi, PROBA-1 adlı eski bir uyduyu yakalayıp yörüngeden çıkarmayı amaçlıyor. Japon ve Amerikan şirketleri de benzer teknolojiler deniyor. Maliyet yüksek olduğundan en etkili çözüm, enkazın en baştan oluşmamasıdır.

Tarihçe

Uzay çağının başlangıcı olan 1957'den beri her fırlatma bir miktar nesne bıraktı. 1970'lerde NASA'dan Donald Kessler bu birikimin tehlikeli olabileceğini gösterdi. 2000'lerin başından itibaren uluslararası kuruluşlar yönergeler yayımladı: bir uydu görevi bittikten sonra en geç 25 yıl içinde yörüngeden çıkmalı, roket üst kademeleri yakıtını boşaltıp patlama riskini azaltmalıydı. ABD'nin telekomünikasyon kurumu 2022'de alçak yörüngede bu süreyi beş yıla indirdi. ESA ise "Sıfır Enkaz" hedefini benimsedi.

Neden önemli?

Yörünge sınırlı bir doğal kaynak gibidir. Her yeni uydu ve enkaz parçası, gelecekteki uydular için risk demektir. Çözüm hem önlemekte (tasarımda bitiş planı yapmak) hem de temizlemektedir: robotik kollar, ağlar ve yörüngede çalışan servis uyduları denenmektedir. Ne var ki büyük, işlevsiz cisimleri güvenle uzaklaştırmak teknik, hukuki ve ekonomik olarak zor bir iştir; kimin cismine kimin dokunabileceği uluslararası hukuk açısından da açık değildir.

İlgili terimler

• Kessler sendromu
• Uydu yörünge bozulması
• Mezarlık yörüngesi
• Takımuydu (konstelasyon)
• Çarpışmadan kaçınma