כ-10,000 לוויינים פעילים מקיפים את כדור הארץ. מספר בלתי נתפס. רק בשנה האחרונה שוגרו כ-2,600 לווינים. רובם המכריע (84%) הם לווינים שנעים במסלול נמוך (LEO), זאת אומרת בגובה של פחות מ-1,000 ק"מ. החלל מתמלא בקצב מהיר. בשנת 2004 היו כ-850 לווינים פעילים, ובשנת 2014 המספר הגיע ל-1,200 (כמעט הוכפל בעשור). בעשור שחלף מספר הלוויינים הוכפל פי 8.
הגרף הבא מציג את הצטברות מספר הגופים המלאכותיים שמקיפים את כדור הארץ (כולל לוויינים לא פעילים וחלקי טילים ששימשו לשיגור שלהם לחלל).
כשיש יותר ויותר גופים בחלל הם עלולים להתנגש זה בזה. אז ההסתברות להתנגשות עולה.
מה לגבי החומרה?
הלוויינים (וחלקים שמתפרקים מהם) נעים במהירויות מאוד גבוהות. אנחנו רגילים לדבר במונחים של קילומטרים לשעה, אבל לוויינים נעים במהירות של קילומטרים בשניה. זה יכול להיות פי 360 ממה שאנחנו רגילים לדמיין. התמונה הבאה מציגה נזק ללוח אלומיניום שנגרם מרכיב ממש קטן של לווין – בקוטר של סנטימטר אחד בלבד, מאחר שהוא נע במהירות של כמעט 7 קילומטרים בשניה. התמונה לקוחה מכאן והנה עוד דוגמה לנזק). בקיצור – אתם לא רוצים שלווין או אפילו רכיב קטנטן ממנו יפגע במשהו שחשוב לכם.
אפקט הדומינו
לפני 5 שנים כתבתי פוסט על הנושא ושאלתי – האם הגיע הזמן לרגולציה על החלל? היום אני רוצה לחזור לסוגיה הזו.
החלל הוא אמנם מקום גדול, אבל כשרוב הלוויינים מרוכזים בשכבה שקרובה לכדור הארץ – נוצרת בעיה. הלוויינים עלולים להתנגש זה בזה. וזה רק תחילת התרחיש המטריד.
לפי כמעט חמישים שנים האסטרופיזיקאי האמריקאי דונלד קסלר חזה את הבעיה הזו, שמאז ידועה כ"סינדרום קסלר". התחזית של קסלר הגיונית עד כדי פשטות: ככל שמספר הלוויינים במסלול יגדל, כך יגדל גם הסיכוי להתנגשויות ביניהם. אבל זה לא הסוף – כשלוויינים יתנגשו, הם יתפרקו וחלקים מהם יפגעו בלוויינים אחרים או ירחפו בחלל וימנעו שימוש באותו מסלול. קסלר דיבר על מעין אפקט דומינו: יותר לוויינים מעלים את הסיכון להתנגשויות וכל התנגשות יוצרת עוד חלקיקי לוויינים ופסולת חלל שמעלה בעצמה את הסיכון לעוד התנגשויות.
לפני הערכות, עד שנת 2030 מספר הלוויינים סביב כדור הארץ צפוי לעלות ל-60,000. אחד הגורמים לנסיקה במספר הלוויינים הוא רשתות לוויינים פרטיות, כמו רשת Starlink, של אילון מאסק.
היום מדענים חוששים שתרחיש בנוסח סינדרום קסלר עלול להשמיד את רוב הלוויינים שמקיפים את כדור הארץ בגובה נמוך (LEO). התוצאה תהיה פגיעה ברשת האינטרנט ובשירותים, החל מניווט באמצעות GPS ועד אמצעי תקשורת לווייניים שונים.
זאת אומרת שיש סיכון שלא נוכל יותר להשתמש בחלל כי כל מה שנשלח להם – יתנגש בלווין או חלקיקי לווין. לא יהיה בטוח לשגר חלליות, בוודאי מאויישות.
הסיכון הוא לא רק להתנגשות בין לוויין ללווין. חתיכות מהלויינים או הרקטות ששיגרו אותם לחלל נופלות לעיתים קרובות בחזרה לכדור הארץ ועלולות לפגוע במשהו. הסיכון לא מאוד גבוה כי רוב העצמים הקטנים שנופלים נשרפים באטמוספירה, אבל לוויין גדול עלול לשרוד את הכניסה לאטמוספירה. זה תרחיש די מלחיץ וצוות חוקרים מצא שזה אכן קורה – פשוט במדינות "הדרום הגלובלי" ולכן לא שומעים על זה. החוקרים הסבירו שהטכנולוגיה הקיימת מאפשרת לשלוט במקום שבו יפלו השאריות ובכך לצמצם את הסיכון לנפגעים. הצוות מתח ביקורת על היצרנים ועל ספקי השיגור שרובם נמנעים מהטמעת טכנולוגיה זו. כך שגם הסיכון הזה רק הולך וגובר.
מאמצים לצמצם את הסיכון להתנגשות לווינים
בשנים האחרונות יש יותר ויותר קולות – ממדענים יישומיים, מהאקדמיה ומגופים ממשלתיים – שקוראים לנקוט בכל מיני אמצעי מניעה. לדוגמה, ארגון בשם Space Safety Coalition פרסם המלצות וולונטריות לגופים שמשגרים לווינים לחלל (סוכנויות ממשלתיות וגם חברות פרטיות), במטרה להפחית את הסיכון ההולך וגדל להתממשות של סינדרום קסלר. הם למשל הציעו לתכנן את מערך השיגור כך שחלקי רקטות יסולקו מהמסלול של ה-LEO, כדי שלא יוותרו שם ויהיו גורם להתנגשות.
גם רגולטורים התחילו לטפל בסיכון הזה. למשל, רשות התקשורת הפדרלית בארה"ב (ה-FCC) מתנה רישיונות שיגור של לווינים, בין השאר, בתכנית שתאפשר להסיט אותו מהמסלול בסיום השירות שלו. זאת אומרת, כאשר הלווין יפסיק לפעול – הוא לא יישאר במסלול הצפוף של ה-LEO, אלא ידחפו אותו לעומק החלל או יקרבו אותו לכדור הארץ כדי שיתלקח בכניסה לאטמוספירה. בנוסף, לפני שנה ה-FCC הקים תחתיו גוף חדש בשם Space Bureau, שעוסק בוויסות של הלוויינים והשאריות שלהם.
ניסיונות למצוא פתרון
לפני חצי שנה נאס"א פרסמה פרק חדש כחלק ממסמך עם הכותרת המבטיחה "State-of-the-Art of Small Spacecraft Technology". הפרק עוסק בהסטת לוויינים ממסלול ההקפה שלהם.
נאס"א מתייחסת לשני סוגים של טכנולוגיות: מערכות פסיביות ומערכות אקטיביות. במערכת פסיבית הלוויין מסיט את עצמו ממסלול ההקפה במועד או בתנאים שנקבעו. מערכות אקטיביות הן מורכבות יותר – מדובר במעין חללית קטנה שמשוגרת כדי להסיט לוויינים לא פעילים ממסלול ההקפה שלהם. שני סוגי הטכנולוגיות נמצאים בפיתוח וייתכן שבהמשך תהיה חובה להשתמש בהן.
גם בהנחה שהטכנולוגיה תהיה קיימת – זה רק מחדד את שאלת המדיניות – איך גורמים למדינות או לחברות המסחריות לקחת אחריות על הלוויינים שלהן. ושאלה נוספת – מה המנגנון הנכון לנהל את העומס שהולך ומצטבר במסלול של ה-LEO.
פתרון אחד הוצע ע"י חוקרת מאוניברסיטת אמסטרדם, שטוענת שנדרש הסדר רגולטורי כדי לטפל בתמריצים של הצדדים. היא מתחילה בכך שמאחר שמדובר בשחקנים מדינתיים צריך הסדר פוליטי ולא מספיקה רגולציה פנים מדינתית. והיא מציעה פתרון שיהיה מבוסס על תמריצים כלכליים שיעודדו גם וויסות של כמות הלוויינים וגם צמצום של פסולת החלל והלוויינים הלא פעילים. היא ממליצה להשקיע גם בעתיד – ולעודד יצירת פתרונות חדשניים שלא קיימים היום.
כסיכום ביניים אפשר לומר שהבעיה היא אמיתית. בין אם מדובר בלווינים ישנים ובין אם מדובר בלווינים עתידיים. והאתגר קיים גם ביחס לממשלות וגם ביחס לחברות פרטיות.
אם לפני חמש שנים דיברתי על אתגר התיאום, כעת אני מאמין שבעתיד אנחנו נראה יותר יוזמות ויותר מהלכים לרגולציה מכל מיני סוגים.
הרגולטור - גיא מור 