Punctul Nemo, un cimitir spațial ce poluează Pacificul?
Punctul Nemo este o zona izolată din Pacificul de Sud, deosebit de vastă, cel mai apropiat țărm aflându-se la peste 2.688 km distanță. Este în afara rutelor maritime fiind considerat ”cimitirul deșeurilor spațiale”, o zonă în care se află resturile a sute de sateliți, trepte de rachetă și nave spațiale decomisionate de-a lungul a peste șase decenii de explorare a spațiului. Aici aici sunt planificate să ajungă și resturile Stației Spațiale Internaționale (ISS) care va fi decomisionată în anul 2030 și apoi deorbitată în anul 2031.
Orbitele din jurul Pământului devin din ce în ce mai aglomerate cu sateliți, fapt discutat într-un recent material InfoClima, cu posibile implicații asupra poluării oceanelor planetare.
Ne creăm singuri probleme
Un raport recent al Agenției Spațiale Europene (ESA) concluziona că pe orbitele din jurul Pământului se află mai mult de un milion de deșeuri provenite de la diverse misiuni spațiale, mai mari de 1 cm. Trendul acestor resturi este crescător față de raportul anterior, iar ele reprezintă un pericol atât pentru misiunile de explorare a spațiului, cât și pentru sateliții plasați pe orbitele din jurul planetei noastre. Dacă cele mai mici fragmente se dezintegrează prin ardere la reintrarea în atmosfera terestră, cele mai mari ajung în general pe fundul oceanului, în cea mai izolată zona de pe planetă.
Noi suntem prima generație conștientă de efectele acțiunilor noastre necontrolate care pot slăbi capacitatea planetei de a mai susține umanitatea pe termen lung. Asta deoarece știința ne-a ajutat enorm să determinăm care sunt limitele planetei pentru a menține stabilitatea, să identificăm cauzele și soluțiile, ca mai apoi să putem acționa pentru a evita un colaps.
Odată cu încălzirea globală, care a devenit o certitudine în ultimii ani, crește riscul de depășire a pragurilor critice ale anumitor componente ale sistemul climatic, iar efectul va fi în lanț, incontrolabil, ca într-un joc de domino. Chiar dacă până în prezent nu a fost determinată o limită critică pentru agenții poluanți creați de om, de la deșeurile nucleare la metale grele sau microplastice, acestea interacționează cu mediul și evident au un impact asupra schimbărilor climatice, dacă nu sunt ținute sub control. Și chiar dacă nu avem o predictibilitate pe termen lung a impactului deșeurilor asupra planetei, o masură care ne-ar aduce înapoi în zona de siguranță din punct de vedere climatic ar fi gestionarea responsabilă a acestora la nivel mondial.
Cimitirul spațial de deasupra
În jumătate de secol am “reușit” să încălzim planeta cu 1,1 °C, datorită acțiunilor noastre necontrolate, iar în continuare panta este ascendentă. Mai mult decât atât, am mai aglomerat și orbitele din jurul Pământului cu resturi de la diverse misiuni spațiale, masa totală a acestor deșeuri depășind 10.900 tone, conform estimarilor ESA.
Cum în ultimii ani numărul deșeurilor orbitale se află într-o continuă creștere, la nivel mondial au fost elaborate o serie de măsuri pentru monitorizarea acestor resturi. Scopul este de a limita congestionarea orbitelor din jurul Pământului, în special a orbitelor joase LEO, acolo unde până la finele acestui deceniu vor fi desfasurati aproximativ 100.000 sateliți, organizați în adevărate mega-constelații.
O metodă de eliminare a deșeurilor spațiale, mai ales în cazul satelitilor aflați la finalul perioadei de exploatare, ar fi reintrarea acestora în atmosfera terestră prin manevre orbitale controlate, în vederea dezintegrării pe cale naturală, prin ardere. Intrarea controlată în atmosfera terestră este o soluție care nu genereaza riscuri la nivelul populației, însă implică costuri destul de ridicate. Motivul este pentru că momentul reintrarii este calculat cu mare precizie pentru ca amprenta la sol a eventualelor fragmente care supraviețuiesc arderii să fie cât mai mică, iar locul de impact să fie într-o zonă nelocuită.
Unde depozităm deșeurile din spațiu? - Cimitirul marin de sub noi
Un astfel de exemplu este Punctul Nemo (”The Oceanic Point Of Inaccessibility”), numit astfel după celebrul roman ”20.000 leghe sub mari” al lui Jules Verne. Este vorba despre o zonă izolată din Pacificul de Sud, deosebit de vastă, cel mai apropiat țărm aflandu-se la peste 2.688 km distanță: în nord Ducie Island, parte a Pitcairn Islands; Motu Nui, una dintre Insulele Paștelui, la nord-est; Maher Island, parte din Antarctica, la sud.
Locația punctului Nemo (punctul rosu)
Zona este realmente izolată aflându-se în afara rutelor maritime, iar printre puținii oameni care s-au apropiat cel mai mult de Punctul Nemo se numără astronauții de la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), care uneori survolează zona la o altitudine cuprinsă între 380 și 420 km. Punctul Nemo a fost descoperit prin calcule de către inginerul croat Hrvoje Lukatela în anul 1992. Anul trecut, la trei decenii distanță aceasta a recalculat coordonatele Punctului Nemo folosind OpenStreetMap și Google Maps.
Punctul Nemo este considerat ”cimitirul deșeurilor spațiale”, acesta fiind zona în care se află resturile a sute de sateliți, trepte de rachetă și nave spațiale decomisionate de-a lungul a peste șase decenii de explorare a spațiului. Primul vehicul spațial direcționat către Punctul Nemo dupa decomisionare a fost prima stație spațială din istorie Salyut-1 (URSS) care a ajuns pe fundul oceanului în anul 1971. Tot în această cea mai izolată zona de pe planetă a ajuns pe 11 iulie 1979 și prima stație spațială americană Skylab.
Însă cel mai titrat defunct al acestui cimitir spațial este stația spațială rusă MIR (imagine dreapta) care s-a dezintegrat in atmosfera terestra printr-o acțiune de reintrare controlată, în data de 23 martie 2001. Tot aici sunt planificate să ajungă și resturile Stației Spațiale Internaționale (ISS) care va fi decomisionată în anul 2030 și apoi deorbitată în anul 2031.
O altă caracteristică a Punctului Nemo este slaba populare din punct de vedere al florei și faunei marine. Fundul oceanului cuprinde lanțuri muntoase afectate de întuneric, iar temperaturile scăzute o fac nelocuibila pentru majoritatea formelor de viață. Nu există pești sau alte vietăți marine în această zona, iar lipsa luminii solare și a nutrienților face dificilă supraviețuirea, chiar și pentru cele mai rezistente specii. În zona Punctului Nemo, cercetătorii au descoperit doar bacterii și crabi mici în găurile vulcanice de pe fundul oceanului.
Pașii dezintegrării la reintrarea în atmosfera
Conform studiilor NASA, sateliții decomisionați și care reintră în atmosfera terestră se fragmentează la altitudini cuprinse între 84 - 72 km, din cauza forțelor aerodinamice care determină depășirea sarcinilor structurale permise. Panourile solare se desprind la aproximativ 90 - 95 km altitudine, iar după dezintegrarea corpului satelitului rezultă resturi care pot avea mase cuprinse între 10% și 40% din masa satelitului inițial.
După fragmentarea corpului satelitului, resturile rezultate continuă să piardă altitudine și să ardă în straturile mai dense din atmosferă și să ardă. În funcție de dimensiuni și materiale, unele fragmente vor fi distruse integral, iar altele doar parțial și vor atinge suprafața apei sau a solului.
Prin urmare, în ultimii ani componentele sateliților au trecut prin schimbări majore, optându-se pentru materiale cu un punct de topire cât mai scazut precum aluminiul, pentru dezintegrarea în proporții cât mai mari la frecarea cu straturile atmosferice. Însă nu au fost înlocuite toate componentele interne ale sateliților, actualele generații de sateliți mai având în proporții mici și subansamble fabricate din titan ori aliaje din oțel care nu se dezintegrează în totalitate la reintrarea în atmosfera terestră. Ținta este ca în situația în care un astfel de fragment ajunge la sol, energia cinetică de impact să fie sub 15 J, un prag sub care probabilitatea de generare de victime umane este foarte scăzută.
Care este impactul asupra mediului – O problemă a viitorului?
Direcționarea sateliților decomisionați se face către Punctul Nemo din rațiuni de securitate a populației, însă nu toți cercetătorii consideră această măsură ca fiind o variantă optimă. Totuși părerile sunt împărțite... Pe de o parte există studii care subliniază efectele nocive ale acestei activități asupra florei și faunei marine, deoarece orice resturi ar putea interacționa cu mediul. Pe de alta partă, resturile care au supraviețuit arderii în urma frecării cu straturile atmosferice și care au ajuns pe fundul oceanului sunt în general fabricate din titan și diverse aliaje de oțel, acestea nereprezentând un risc de toxicitate. Mai mult, unii combustibili folosiți pentru rachete sunt toxici, însă aceștia ard în totalitate în timpul fazei descendente prin straturile atmosferice. De asemenea, masa cumulată a acestor resturi care ajung la Punctul Nemo nu depășește câteva zeci de tone pe an, iar prin comparație cu numărul de nave scufundate în același interval de timp în mări și oceane pe mapamond (imagine dreapta), aceste valori sunt relativ nesemnificative.
Un punct al tuturor și al nimănui
Mai trebuie subliniat că Punctul Nemo nu se află sub jurisdicția niciunui stat, iar în afara resturilor provenite de la deșeurile spațiale, au mai fost descoperite concentrații mari de microplastic, acestea fiind clar nocive pentru mediu, însă sursa de proveniența este strâns legată de activitățile noastre de pe Pământ. Din perspectiva conservării oceanelor, Convenția Națiunilor Unite asupra dreptului mării, cunoscută și sub numele de Convenția privind dreptul mării (LOSC), prevede că toate statele au datoria de a proteja și de a preveni poluarea mediului marin, chiar și în afara jurisdicției oricărui stat.
Cu toate că nu putem determina cantitativ care este limita de deșeuri pe care o poate suporta planeta noastră, putem intui că lipsa unei politici coerente de gestionare a acestora va genera omenirii mari probleme în viitor. Un exemplu ar fi și aglomerarea orbitelor din jurul Terrei cu resturi de la diverse misiuni spațiale, o problemă pentru care căutam încă soluții. Cert este ca ne aflăm într-un moment de cotitură, iar în funcție de măsurile pe care le vom lua, putem determina viitorul planetei și implicit al omenirii în următoarele secole. Cheia succesului poate fi crearea de mijloace de recuperare a materiilor prime.
Cristian Omat
Doctorand în Astronomie și Astrofizică la Facultatea de Fizică (Universitatea București) și inginer în electronică (Universitatea Politehnică București). Cercetări în domeniul asteroizilor potențiali periculoși (PHA) și cu privire la impactul mega-constelatiilor de sateliți.
