Znajdź zawartość

Szwajcarzy chcą posprzątać orbitę okołoziemską. Naukowcy z Politechniki Federalnej w Lozannie ogłosili rozpoczęcie prac nad projektem CleanSpace One. W jego ramach mają powstać satelity wyspecjalizowane w sprzątaniu kosmosu. Wokół Ziemi krąży coraz więcej śmieci pozostawionych tam przez człowieka. Zagrażają one zarówno Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, działającym satelitom (w 2009 roku amerykański Iridium-33 eksplodował po zderzeniu z nieczynnym radzieckim satelitą Cosmos-2251), jak i ludziom na Ziemi. Pierwszym celem CleanSpace One będzie albo szwajcarski pikosatelita Swisscube umieszczony na orbicie w 2009 roku, albo bliźniacze urządzenie TIsat, wystrzelone w lipcu 2010. Pierwsza „satelitarna sprzątaczka“, która ma być wystrzelona w 2015 lub 2016 roku, najpierw zbliży się do jednego z tych satelitów, wykorzystując w tym celu opracowywane właśnie ultrakompaktowe silniki. Następnie sięgnie automatycznym ramieniem i chwyci urządzenie. Po ustabilizowaniu złapanego satelity CleanSpace One skieruje się wraz z nim w stronę Ziemi i spłonie w atmosferze. Pierwszy model z rodziny CleanSpace One będzie, jak widać, jednorazowego użytku. Jednak w przyszłości ma powstać komercyjna linia satelitów sprzątających, z których każdy będzie w stanie przeprowadzić deorbitację odpadków o różnej wielkości. Szwajcarzy przyznają, że w związku z rosnącym zainteresowaniem wielkich agencji kosmicznych problemem śmieci na orbicie, chcą być pionierami na rynku sprzątania.

Cmentarze w starożytnych Pompejach były zarówno nekropoliami, jak i miejscami składowania odpadów. Doktorantka Allison Emmerson z University of Cincinnati przeprowadziła badania terenowe, dzięki którym wyjaśniono, czemu w i wokół grobowców znajdują się pryzmy śmieci, w tym zwęglone kości zabitych zwierząt, ceramika czy materiał budowlany. Odpadki leżą nawet w doskonale zachowanych grobowcach, które wyglądają jak w roku 79, ponieważ utrwaliła je cienka powłoka popiołu i lapille, materiału piroklastycznego wyrzucony podczas erupcji Wezuwiusza. Studium Amerykanki obala wcześniej obowiązujące teorie odnośnie do pompejańskich odpadów. Archeolodzy badający Pompeje w XIX w. zakładali, że grobowce wypełnione odpadkami i pokryte graffiti musiały popaść w ruinę i nie zostać odbudowane po wydarzeniu poprzedzającym pamiętny wybuch Wezuwiusza o niemal 2 dekady. W 62 r. miało bowiem miejsce silne trzęsienie ziemi. Zgodnie z przyjętym na wiele lat scenariuszem, groby uległy wtedy zniszczeniu, a mieszkańcy mieli na głowie o wiele pilniejsze sprawy niż ich restaurowanie. Dziewiętnastowieczni eksploratorzy i kontynuatorzy ich prac zgodnie zakładali, że wszystkiemu winne jest katastrofalne trzęsienie, ponieważ wydawało im się nie do pomyślenia, by ktoś mógł uważać nekropolię za dobre miejsce do składowania odpadów. W ciągu ostatniego 15-lecia pojawiały się jednak dowody, że Pompeje stanęły na nogi po trzęsieniu i w 79 r. przeżywały okres "drugiej młodości" jako ważne miasto w jednym z najbogatszych rejonów Cesarstwa Rzymskiego. Skoro tak, to skąd tyle śmieci na cmentarzach? Ludzie nie zaniechali przecież dbania o tereny pochówkowe w większym stopniu niż miało to miejsce w przypadku przestrzeni publicznej. Gdy w 2009 r. Emmerson rozpoczęła prace w Pompejach, zauważyła, że w odróżnieniu od dzisiejszych cmentarzy, które są położone raczej na uboczu, np. na terenach zielonych, tamtejsze groby znajdowały się wzdłuż arterii komunikacyjnych. Wiele wskazuje też na to, że podejście mieszkańców Pompejów do odpadów było zupełnie inne od naszego. Doktorantka natrafiła bowiem na pomieszczenie, w którym cysterna na wodę pitną i przeznaczoną do mycia znajdowała się między dwoma dołami gnilnymi. Oba były w całości wypełnione odpadkami w postaci porozbijanej ceramiki, zwierzęcych kości i resztek innych pokarmów, np. pestek winogron i pozostałości po drylowaniu oliwek. Archeolodzy stwierdzili, że śmiecie swobodnie rozsypywano na podłodze domostw, na ulicach (czasem do dużej wysokości, przez co tworzyły warstwy), na peryferiach oraz wzdłuż murów miejskich. Nie ma dowodów na to, by w Pompejach istniało jakieś centralne wysypisko. Niewykluczone więc, że ludzie żyli w bezpośredniej bliskości wytwarzanych przez siebie odpadków i uważali to za normę. Skoro mieszkańcy uciekali się do cmentarnej reklamy - w stylu "głosuj na mnie" lub "wkrótce odbędą się zawody sportowe" - to czemu nekropolie nie miałyby stanowić jednego z wielu miejsc składowania śmieci? Generalnie, kiedy obywatel Rzymu stawał ze śmiercią twarzą w twarz, bardziej skupiał się na wspomnieniach niż na życiu po życiu. Ludzie chcieli być zapamiętani, a sposobem na to był okazały grobowiec przy uczęszczanej trasie. Innymi słowy, o grobach i cmentarzach nie myślano w kontekście cichej kontemplacji. Grobowce były pokazami czy częścią codziennego życia [...], także jego brudu.

US Air Force uruchomi w 2017 roku system radarowy o nazwie Space Fence, który pozwoli na obserwację znacznie większej niż dotychczas liczby odpadków, krążących na orbicie okołoziemskiej. Obecnie amerykańskie siły zbrojne skatalogowało ponad 16 000 odpadków wielkości co najmniej 10 centymetrów każdy. Space Fence będzie znacznie bardziej czuły niż obecne metody obserwacyjne. Sądzimy, że w ciągu kilku miesięcy od uruchomienia Space Fence liczba skatalogowanych odpadków zwiększy się dziesięciokrotnie - mówi John Morse odpowiedzialny w projekcie Space Fence za nadzór nad pracami firm Lockheed Martin i Raytheon, z których każda otrzymała po 107 milionów dolarów na przygotowanie wstępnego projektu systemu radarowego. Po ocenie projektów US Air Force wybiorą do realizacji jeden z nich. Na rozwój systemu przeznaczono 6,1 miliarda dolarów. Space Fence ma składać się z dwóch stacji radarowych ulokowanych na półkuli południowej. Zastąpią one 9 obecnie wykorzystywanych stacji, pochodzących jeszcze z lat 60. i rozmieszczonych na terenie USA. Dzisiejsze stacje wykorzystują pasmo VHF (30-300 MHz), Space Force będzie używał pasma S o częstotliwościach od 2 do 4 GHz. Im wyższe częstotliwości, tym większa rozdzielczość i możliwość obserwowania mniejszych odpadków. Zanieczyszczenie orbity okołoziemskiej to coraz bardziej poważny problem. Wokół naszej planety krążą miliony odpadków, które stanowią zagrożenie dla satelitów, Międzynarodowej Stacji Kosmicznej oraz załogowych i bezzałogowych misji. W czerwcu załoga ISS dostała polecenie ewakuacji do kapsuł ratunkowych, gdy odkryto, że jeden z odpadków znalazł się w odległości kilkuset metrów. Wiadomo, że w ciągu ostatnich kilku lat co najmniej pięciokrotnie Stacja musiała wykonywać manewry ratunkowe, by uniknąć zderzenia ze śmieciami. Zagrożone są też loty załogowe. Ocenia się, że podczas lotu ryzyko katastrofalnego zderzenia z mikrometeorytami lub, co bardziej prawdopodobne, odpadkami, wynosi 1:250. Przy 100 misjach łączne ryzyko wynosi już 1:3. Lepsze śledzenie odpadków pozwoli uniknąć wielu niebezpieczeństw, ale nie rozwiąże problemu. Zagrożeni są też mieszkańcy planety. W marcu w Kolorado znaleziono 75-centymetrową metalową sferę pochodzącą prawdopodobnie z rosyjskiego satelity wystrzelonego dwa miesiące wcześniej. W tym samym miesiącu w Urugwaju spadł fragment silnika rakiety Delta 2, która przed ośmioma laty wyniosła na orbitę satelitę GPS. Od roku 2001 zanotowano trzy upadki (w Arabii Saudyjskiej, Argentynie i Tajlandii) kilkudziesięciokilogramowych fragmentów rakiet wynoszących satelity GPS. Z kolei w 2009 roku nieczynny rosyjski satelita Cosmos uderzył w działającego satelitę sieci telefonii satelitarnej Iridium. Wskutek zderzenia powstały tysiące odłamków, z czego niemal 2000 wielkości co najmniej 10 centymetrów. Jeden z nich zagroził ISS w kwietniu bieżącego roku. Na orbicie okołoziemskiej panuje już taki bałagan, że do zderzeń dochodzi co 4-5 lat. Nawet jeśli ludzie zaprzestaliby wysyłania w kosmos kolejnych obiektów, to liczba odpadów i tak będzie rosła wskutek zderzeń już istniejących śmieci i obiektów. Utworzenie Space Fence to jedynie próba uniknięcia wypadków, a nie rozwiązanie problemu. Coraz częściej mówi się o konieczności posprzątania tego, co pozostawiliśmy na orbicie. Eksperci z NASA zauważają, że nigdy wcześniej Agencji nie przedstawiano tak wielu pomysłów na systemy aktywnego usuwania odpadów (ADR). Spektrum propozycji jest niezwykle szerokie: od laserów spalających odpady, po pojazdy je zbierające. Jednak obecnie wszystkie one przypominają idee rodem z filmów science-fiction. Nie opracowano dotychczas ekonomicznie i technologicznie realnego sposobu na posprzątanie orbity. Zadanie to będzie najprawdopodobniej wymagało współpracy międzynarodowej o skali porównywalnej do budowy ISS. Na szczęście kosmiczne odpadki nie spowodowały jeszcze niczyjej śmierci. Jednak, prawdopodobnie, takie wydarzenie jest tylko kwestią czasu.

W piśmie Acta Astronautica ukazał się artykuł, którego autorzy proponują wysłanie satelitów oczyszczających orbitę okołoziemską z pozostawionych tam śmieci. Pojazdy miałby zająć się największymi odpadkami, takimi jak np. pozostałości rakiet nośnych. Ich zadaniem byłoby przechwycenie takiego odpadu i skierowanie go w stronę Ziemi, by spłonął w atmosferze. Pomysłodawcy twierdzą, że w ten sposób tanim kosztem jeden satelita mógłby usunąć z orbity 5-10 obiektów rocznie. Obecnie wokół Ziemi krąży ponad 17 000 pozostawionych przez człowieka odpadków o wielkości ponad 10 centymetrów każdy. Gdy duże obiekty zderzą się ze sobą, rozlatują się na setki i tysiące mniejszych. Właśnie takiemu scenariuszowi chcą zapobiec pomysłodawcy oczyszczania orbity. Problem jest bardzo poważny i należy go pilnie rozwiązać. Musimy działać teraz. Im dłużej będziemy zwlekali, tym więcej odpadów będziemy mieli do usunięcia - mówi Marco Castronuovo z Włoskiej Agencji Kosmicznej, jeden z autorów artykułu. Uczeni obawiają się reakcji łańcuchowej, podczas której, w związku z coraz większym zanieczyszczeniem orbity, poszczególne odpadki będą rozbijały się o siebie, a powstałe w ten sposób chmury odpadów, będą rozbijały kolejne śmieci. Z czasem niska orbita Ziemi może okazać się bezużyteczna z powodu olbrzymiej ilości krążących zanieczyszczeń. Już w tej chwili pozostawione przez ludzi śmieci zagrażają satelitom i stanowią niebezpieczeństwo dla Międzynarodowej Stacji Kosmicznej czy astronautów. Sporym problemem są uregulowania prawne, a raczej ich brak. Nie wiadomo bowiem, kto miałby odpowiadać za likwidację odpadów. Część z nich należy do państw, które w ogóle się tym problemem nie przejmują, a jednocześnie nie chcą, by ktokolwiek miał dostęp do ich urządzeń, nawet jeśli już nie są one używane. Jeśli zaczniemy od zużytych części rakiet nośnych, które nie mają na swoim pokładzie żadnych istotnych urządzeń, nie powinno się to spotkać ze sprzeciwem właściciela rakiety - mówi Castronouvo. Uczony wie jednak, że przekonanie polityków do tego pomysłu nie będzie proste. To może być przez nich odbierane jako zagrożenie dla wciąż używanych systemów. Jeśli bowiem masz możliwości przechwycenia obiektu w przestrzeni kosmicznej i zrzucenia go na Ziemię, to nic nie stoi na przeszkodzie, by przechwycić działającego satelitę i go zniszczyć - mówi naukowiec.

Gdy portugalscy naukowcy przeanalizowali 57 próbek odchodów mew białogłowych (Larus Cachinnans), okazało się, że w jednej na dziesięć znajdowały się bakterie oporne na wankomycynę. Ornitolodzy sądzą, że ptaki zarażają się, jedząc wyrzucane przez ludzi odpadki. Zespół doktora Gilberta Igrejasa z Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD) odkrył podobne lekooporne bakterie u innych padlinożerców, np. lisów i wilków. Na potrzeby badań akademicy zbierali odchody na leżącej u wybrzeży Portugalii wyspie. Wykorzystaliśmy nową metodę zwaną proteomiką, by wykryć maksymalną liczbę bakteryjnych białek, które wydają się w jakiś, jeszcze nieznany, sposób związane z opornością na antybiotyki. W ekskrementach zidentyfikowano kilka opornych na wankomycynę szczepów enterokoków. Migrujące ptaki, która latają i pokonują długie dystanse, mogą działać jak przenośniki bądź rezerwuary antybiotykoopornych bakterii, a w konsekwencji odgrywać ważną epidemiologicznie rolę w szerzeniu oporności – uważa Igrejas. Inne zwierzęta i ludzie zarażaliby się poprzez kontakt z odchodami, dajmy na to, mew.

Siły Powietrzne USA wystrzelą w bieżącym tygodniu satelitę, którego zadaniem będzie monitorowanie śmieci znajdujących się w przestrzeni okołoziemskiej. Urządzenie Space-Based Space Surveillance Satellite (SBSS) kosztowało 500 milionów dolarów. Producenci satelity, firmy Boeing oraz Ball Aerospace & Technologies Corp., zapewniają, że nowe urządzenie ma 3-krotnie większe szanse na wykrycie niebezpiecznych odpadków i robi znajduje je dwukrotnie szybciej, niż dotychczas wykorzystywane czujniki. Ponadto może śledzić 10-krotnie więcej odpadków, niż jest śledzonych obecnie. SBSS korzysta z teleskopu, który przekazuje obraz do Bazy Lotniczej Schriever w Kolorado. "Możemy bardzo szybko śledzić obiekty, bez konieczności przesuwania satelity" - mówi Tim Harris z Ball. Urządzenie jet w stanie wykryć obiekty o wielkości zaledwie 10 centymetrów. Na orbicie geostacjonarnej znajdują się miliony szczątków, w większości pozostawione tam przez człowieka. Obecnie szczątki te są monitorowane z Ziemi. Odpowiedzialne za to teleskopy są w stanie śledzić około 22 000 z nich.

Amerykańska armia zużyła w ubiegłym roku ponad 25 miliardów litrów paliw.Ich transport i przechowywanie, szczególnie podczas wojny, są bardzokosztowne, niebezpieczne i trudne. Dlatego też Departament Obrony szukatańszych, bezpieczniejszych i łatwiejszych w użyciu technologii, którezapewnią czołgom czy samolotom paliwo. Dwie firmy, Diversified Energy i Velocys, pracują nad przenośnym systemem, który zamienia węgiel, gaz i biomasę w paliwo dla silników pojazdów naziemnych oraz samolotów. W ten sposób bazy wojskowe mogłyby samodzielnie produkować paliwo z odpadków, które i tak w nich powstają. Dotychczas opracowany system składa się z dwóch części: gazyfikatora i reaktora. W gazyfikatorze, autorstwa Diversified Energy, każdy materiał, w skład którego wchodzi węgiel, jest przetwarzany na gaz syntetyczny (syngaz), składający się z tlenku węgla i wodoru. Następnie reaktor, produkcji Velocys, tworzy z syngazu płynne paliwo węglowodorowe. By uświadomić sobie, jak wiele problemów rozwiązuje ta technologia, wystarczy wiedzieć, że transport paliwa odpowiada za 70% ruchu konwojów wojskowych na drogach Iraku i Afganistanu. Do tego należy doliczyć konwoje, w których wywożone są odpadki z baz. Opisany wyżej system musi być jeszcze udoskonalony. Specjaliści zwracają uwagę, że urządzenia muszą być różnej wielkości, w zależności od liczby pojazdów w bazie. Powinny produkować od 10 000 do 100 000 litrów paliwa dziennie i ważyć od 150 do 1500 ton. Ponadto muszą być w stanie wytworzyć płynne paliwo z bardzo wielu różnych materiałów. Jeff Hassannia z Diversified Energy zapewnia, że opracowywana technologia spełni te założenia. Zwraca on uwagę, że o ile w typowych urządzeniach do zgazowywania gorące powietrze lub para jest mieszane z biomasą, o tyle pomysł Diversified Energy polega na wprowadzeniu węgla lub biomasy do kąpieli składającej się z roztopionego żelaza i cynku oraz dodaniu pary. W temperaturze 1300 stopni błyskawicznie produkowany jest tlenek węgla i wodór. Wykorzystanie roztopionych metali powoduje, że cała instalacja jest niewielka, a uzyskane gazy czyste, dzięki czemu nie muszą być poddawane oczyszczaniu. Również reaktor Velocysa ma niewielkie rozmiary. Składa się on z wielu kanałów o przekroju 0,01 do 0,2 cala każdy. Syngaz wędruje niektórymi z nich i wchodzi w reakcję z katalizatorem bazującym na kobalcie. Wówczas w gazie tworzą się długie łańcuchy węglowodorów. Następnie zmieniony gaz kierowany jest do kolejnych kanałów, w których ulega schłodzeniu i skropleniu. Reakcja przebiega około 10-krotnie szybciej, niż w tradycyjnych urządzeniach tego typu. Ponadto prototypowy reaktor Velocysa ma około metra długości i pół metra szerokości. Standardowe reaktory mają około 2,5 metra szerokości i 10 metrów długości.