Pe măsură ce infrastructura spațială devine tot mai importantă pentru economiile globale, riscurile asociate cu deșeurile din spațiu cresc, afectând sateliții funcționali și provocând pericole suplimentare. Soluțiile de sustenabilitate pentru curățarea orbitei joase devin esențiale pentru protejarea ecosistemelor, menținerea stabilității infrastructurii și prevenirea coliziunilor care ar putea duce la daune majore. Studiu de caz: ClearSpace.
Problema deșeurilor spațiale este tot mai urgentă, având în vedere că majoritatea obiectelor create de om sunt plasate în orbita joasă, din cauza accesibilității mai ușoare din punct de vedere energetic.
După 60 de ani în care am plasat sateliți pe orbită, aceștia au rămas acolo, iar numărul obiectelor care se acumulează este în continuă creștere.
Acestea nu doar că poluează vizual, generând lumină artificială care interferează cu cerul și ecosistemele naturale, dar și reprezintă o amenințare constantă pentru sateliții în funcțiune.
În plus, aceste resturi pot declanșa coliziuni în orbita joasă, iar astfel se formează și mai multe fragmente care pot duce la o cascadă de ciocniri.
Atunci când obiectele se dezintegrează, ele pot elibera substanțe chimice care ajung în atmosferă, afectând mediul înconjurător.
În fața acestei provocări, un start-up numit ClearSpace a fost creat cu scopul de a rezolva această problemă urgentă a deșeurilor spațiale.
ClearSpace se pregătește să lanseze o misiune importantă, care presupune recuperarea unui obiect ce orbitează Pământul cu o viteză incredibilă de 28.000 de kilometri pe oră.
„Ce facem în prima misiune este să ridicăm un obiect care se deplasează cu 28.000 de kilometri pe oră”, spune Luc Piguet, CEO startupu-ului ClearSpace.
Pentru a realiza acest lucru, echipa trebuie să ajungă în apropierea obiectului, într-un spațiu unde gravitația nu există, iar obiectul plutește fără frecare.
„Oricare contact cu obiectul va produce mișcări și rotații”, adaugă acesta, subliniind complexitatea misiunii.
Cum rezolvă ClearSpace această problemă?
„Avem acest sistem mare și închis care învăluie obiectul când ne apropiem de el, apoi se închide și îl securizează”, explică specialistul.
În esență, echipa va încetini obiectul și va garanta că acesta va cădea în siguranță în atmosfera Pământului, acoperindu-se complet în procesul de ardere.
„Ne vom asigura că obiectul va cădea exact în locul potrivit, deasupra Pacificului de Sud, deasupra punctului Nemo”, adaugă reprezentantul ClearSpace.
Misiunea are ca obiectiv atât să curățe spațiul de deșeuri, dar și să contribuie la siguranța pe termen lung a activităților din mediul cosmic, prevenind posibilele coliziuni care ar putea pune în pericol sateliții sau chiar viețile astronauților.
Siguranța și sustenabilitatea în spațiul cosmic
În prezent, traficul spațial este în expansiune rapidă, iar acest lucru se datorează scăderii semnificative a costului de a trimite un kilogram în orbită, care a scăzut de la 10 până la 20 de ori.
„Trimițem mult, mult mai mulți sateliți în orbită astăzi decât în trecut”, explică reprezentantul proiectului.
Această creștere rapidă a numărului de sateliți schimbă complet scenariul.
„Toate prognozele pe care le-am făcut în trecut cu privire la riscurile de coliziune în orbită nu mai sunt valabile acum. Așadar, riscul crește foarte rapid”, adaugă el, subliniind cum schimbările recente au modificat regulile jocului în privința siguranței și a sustenabilității în spațiu.
De asemenea, întrebarea ridicată este una provocatoare:
„De ce să vorbim doar despre sustenabilitate pe Pământ? De ce să nu vorbim și despre sustenabilitate în cer?”
Cu un număr tot mai mare de deșeuri care se acumulează în jurul nostru, această problemă devine un pericol major nu doar pentru sateliți, dar și pentru tot ce se află pe Pământ.
„Sunt mii și mii de deșeuri care sunt pur și simplu în jurul nostru, care sunt practic și un pericol pentru tot ce este pe acest Pământ”, afirmă Raynald Aeschlimann, CEO Omega, partener de proiect, subliniind necesitatea unei soluții rapide și eficiente pentru curățarea spațiului cosmic.
Colaborarea între ClearSpace și Omega
ClearSpace a găsit un partener firesc în Omega, prestigiosul producător elvețian de ceasuri de lux și furnizor oficial al misiunilor NASA, pentru a susține ambiția de a curăța spațiul de deșeuri.
Colaborarea dintre cele două entități este o continuare a unei tradiții de explorare cosmică, având în vedere legătura istorică a Omega cu domeniul spațial.
„Întrebarea era cu cine putem colabora pentru a construi ceva cu adevărat ambițios, iar Omega a fost alegerea perfectă”, povestește Luc Piguet.
„Ne-am întâlnit cu Luc, care ne-a explicat totul folosind o piesă mică de lego. Am avut discuții lungi despre marketing și impactul pe termen lung al acestui proiect. Acum este în plină desfășurare și avem o abordare pozitivă.”
În 1962, Omega Speedmaster a devenit primul ceas purtat în spațiu, când astronautul Wally Schirra a ales acest model pentru misiunea sa.
Raynald Aeschlimann mai aduce în discuție și misiunea Apollo 13, un moment important din istorie, când astronauții au fost aduși înapoi pe Pământ după o problemă majoră cu motorul și electricitatea.
Un detaliu esențial a fost măsurarea precisă a celor 14 secunde necesare pentru a evita zonele de blackout, iar ceasurile Omega au jucat un rol crucial în acest proces.
Măsurarea exactă a timpului în acele condiții extreme a fost decisivă pentru succesul misiunii.
Această colaborare nu este doar despre marketing, ci și despre un angajament pe termen lung pentru sustenabilitate. „Este o strategie win-win. Credem în ceea ce fac partenerii noștri și în importanța acestui proiect pentru viitor, pentru că este văzut de toată lumea ca o investiție necesară”, adaugă reprezentantul Omega.
Investiția
Economia spațială este estimată să se tripleze în următorii 10 ani, datorită cererii în creștere pentru conectivitate și democratizarea sateliților mai mici și mai ieftini.
Ca urmare, sustenabilitatea spațială a devenit o problemă urgentă, dar și o oportunitate de investiție semnificativă.
Un exemplu de succes în acest sens este colaborarea ClearSpace cu Agenția Spațială Europeană (ESA), care a dus la un contract de 86 de milioane de euro.
Prima misiune cu ESA are un buget de aproximativ 120 de milioane de euro, majoritatea sumei fiind alocată costurilor de inginerie non-recursive (NRE), utilizată pentru a estima costurile unice cu cercetarea, dezvoltarea și testarea unui produs sau sistem nou.
Pentru echipa proiectului, această colaborare nu este doar despre investiție financiară, ci și despre încredere și viziune comună.
Așa cum explică Aeschlimann: „Atunci când întâlnești ingineri, oameni de știință incredibili, extrem de inteligenți ca ei, trebuie să găsești o modalitate ca CEO al companiei. Este important să înțelegem cum se potrivesc valorile noastre, mult mai mult decât despre cât de mult investim și ce vom câștiga. Acesta este un proiect foarte tehnic și științific. Nu putem verifica singuri dacă are validitate sau nu. Așadar, înseamnă și încredere. Dar, mai presus de orice, înseamnă o viziune și valori comune.”
În ultimii 60 de ani de explorare spațială, evoluțiile din acest domeniu au fost de multe ori o chestiune de echilibru între risc și investiție.
Misiunea Apollo 11, care a dus oamenii pe Lună, este un exemplu relevant.
Deși nu avea un sens financiar clar la momentul respectiv, a stimulat industria americană într-un mod care continuă să se simtă și astăzi.
Așa cum explică un reprezentant al ClearSpace: „Prima misiune, dacă ne gândim la misiunea pe Lună, nu avea justificare financiară, dar a stimulat industria din SUA la un nivel de la care încă beneficiază și astăzi”.
În acest context, riscul joacă un rol esențial în explorarea spațială.
„Este întotdeauna un echilibru între cât de dispus ești să îți asumi riscuri”, continuă el, subliniind importanța deciziilor financiare în funcție de incertitudinea inerentă.
„Poți să spui «Ok, voi investi mai puțin și îmi voi asuma riscul, dar dacă eșuează, va trebui să repet». Sau poți să investești mai mult, să îți asumi mai puțin riscuri și să fii mai sigur că va funcționa.”
Comparând strategiile, este interesant să observăm diferențele dintre companiile din industria spațială.
Proiectele mari, precum Ariane 6 – rachetă europeană de nouă generație concepută pentru a reduce costurile de lansare, dezvoltată de ArianeGroup în numele Agenției Spațiale Europene, necesită investiții substanțiale, dar au avut un debut de succes.
„A fost o investiție mare, dar primul zbor a funcționat”, spune el.
În schimb, companii ca SpaceX au o abordare diferită, acceptând riscul de a pierde echipamente și de a provoca explozii ale navelor spațiale, atâta timp cât aceste evenimente oferă lecții valoroase.
„SpaceX nu are nicio problemă să piardă nave spațiale și să le facă să explodeze, atâta timp cât învață. Este o strategie”, afirmă reprezentantul ClearSpace, evidențiind riscurile asumate și lecțiile învățate din fiecare eșec.
Inițial, misiunea spațială a fost concepută pentru a viza și aduce înapoi un adaptor de încărcătură de 112 kg al unei rachete Vega – rachetă europeană de lansare ușoară, destinată să transporte sarcini mai mici, concepută pentru misiuni științifice și comerciale tot de ESA.
Totuși, în aprilie 2024, obiectivul a fost schimbat.
În data de 1 august 2023, acest obiect a intrat în coliziune cu resturi de spațiu, generând 15 alte fragmente de deșeuri.
Astfel, în colaborare cu ESA, s-a decis să se schimbe ținta și să se renunțe la partea superioară Vespa, optându-se pentru satelitul Proba-1, care este deținut de ESA.
Deși are dimensiunea unui televizor și cântărește doar 100 kg, satelitul Proba-1 este primul satelit autonom al ESA.
Nu există încă o dată exactă de lansare, însă estimările indică anul 2028.
Reprezentanții proiectului sunt conștienți că drumul va fi plin de provocări, dar sunt hotărâți că „fiecare zi care trece este o zi mai aproape de rezultat”.
Inovația
Proiectul este testat într-o cameră curată, un mediu care reproduce condițiile din spațiu.
Pentru a evita ca praful să se blocheze în mecanism, acest mediu trebuie să fie complet lipsit de praf.
„Motivul pentru care am construit această cameră este că ne permite să testăm sistemul pe o masă cu aer. Aici putem efectua teste de captare în două dimensiuni, să vedem cum se răsfrâng obiectele, ce forțe sunt implicate, cum se produc mișcările, și apoi să calibrăm sistemul nostru de simulare folosind hardware-ul acesta”, explică unul dintre specialiști.
De obicei, în timpul unei misiuni spațiale nu se poate elimina gravitația la sol, așa că este necesar să găsești soluții ingenioase pentru a testa și a te asigura că misiunea va funcționa corect în orbita Pământului.
Un alt element important din infrastructura ClearSpace este camera de întuneric, care reproduce mediul din spațiu.
Aici sunt folosite brațe robotice pentru a simula comportamentele fizice ale obiectelor în spațiu și pentru a reproduce imaginile sau datele senzoriale necesare instruirii sistemului.
Aceste simulări sunt esențiale pentru a garanta că operațiunile se vor desfășura corect în condițiile reale din spațiu.
„De asemenea, putem valida operațiunea completă prin simulări, dar și prin hardware-ul de zbor pentru a ne asigura că operațiunea va funcționa efectiv în spațiu. Acest lucru face ca operațiunile noastre să fie mult mai previzibile, chiar dacă majoritatea sistemelor de pe navă sunt autonome”, adaugă echipa.
Cu peste un milion de resturi de spațiu care plutesc în jurul Pământului, sarcina de a curăța orbita joasă a Pământului pare gigantică, dacă nu imposibilă.
Însă, după cum subliniază echipa de proiect, este important să începi cu pași mici.
„Prima misiune cu Agenția Spațială Europeană îndepărtează un singur obiect. Deja lucrăm la a doua generație, în colaborare cu Agenția Spațială din Marea Britanie, unde obiectivul este să eliminăm două obiecte și să fim pregătiți pentru a refolosi serviciile noastre în orbită”, explică ei.
Pentru a înțelege mai bine provocarea, echipa folosește o analogie:
„Imaginați-vă că autostrada s-ar fi extins timp de 60 de ani. Mașinile merg tot mai repede, sunt tot mai multe mașini și mai multe drumuri, dar nu există niciun vehicul de tractare și mașinile defecte sunt peste tot. Este periculos să conduci din cauza tuturor resturilor de pe drum. Noi am inventat vehiculul de tractare.”
Astăzi, infrastructura spațială este esențială pentru activitățile economice globale: de la comerțul internațional și sincronizarea serverelor, până la sistemele bancare.
Într-o eră în care depindem tot mai mult de sateliți pentru a ne asigura bunurile și servicii, protejarea acestora devine crucială.
Crearea unui mediu sustenabil în spațiu este imperativ, iar curățarea resturilor din orbita joasă este un pas important în această direcție.
Vezi aici materialul video CNBC International.
#curateniespatiala #sustenabilitate #misiunespatiala #inovatie #sistemeautonome #deseuripeorbita #proiecteverzi #deseurispatiale #spacecleanup #spacedebris #innovation #spacefuture
