פסולת חלל

פסולת חלל הוא שם כולל לעצמים הנעים במסלול סביב כדור הארץ, אשר נוצרו על ידי בני אנוש ואשר אינם מביאים עוד תועלת לאיש. פסולת החלל מגוונת מאוד בהרכבה: שלבי משגרי לוויינים וחלליות, לוויינים שפסקו מלפעול, רסיסי צבע, אבק, חלקי מנועי משגרים, נוזלי קירור ופסולת נוספת. פסולת חלל הפכה למטרד גדל והולך בסוף המאה ה-20, זאת היות שהתנגשות בין פסולת חלל וכלי רכב חלליים עלולה לגרום לנזק כבד לכלי הרכב החללי ואף ליצור פסולת חלל נוספת במהלך ההתנגשות, תופעה הידועה בשם סינדרום קסלר(אנ') על שם דונלד קסלר שהיה בין החוקרים הראשונים בנושא. חלק מכלי הרכב החלליים, דוגמת תחנת החלל הבינלאומית מכוסים בשכבת מגן מיוחדת להגנה מפני התנגשות עם פסולת חלל. אסטרונאוטים המבצעים פעילות חוץ רכבית אף הם חשופים לסכנות פגיעת פסולת חלל. מאז העשור השני של המאה ה-21, עם ההוזלה של תחום הלוויינות, שיגור מערכי לוויינים נעשה יותר רלוונטי ותכוף, דבר שמעלה יותר את הסיכונים מפסולת חלל, עקב ריבוי לוויינים. מאז שהתעוררה המודעות לגבי הסכנה, נבחנו פתרונות שונים כמו בניית וו חלל שמטרתה לנצל את פסולת החלל לתועלת פרויקטי חלל עתידיים, או פיתוח לוויינים בעלי זרועות שיישרפו באטמוספירה יחד עם הפסולת שאספו. נכון לתחילת 2024 אף טכנולוגיה שכזו לא נכנסה לשלב ביצועי. בשנת 1958 שיגרה ארצות הברית לחלל את הלוויין ואנגארד 1(אנ'), נכון לחודש אוגוסט 2007, לוויין זה הוא פיסת פסולת החלל המזוהה הישנה ביותר, אשר נותרה עדיין במסלול סביב כדור הארץ. אירועי פיצוצים בחלל הנגרמים למשל בחלקי משגרים ובהם שיירי דלק נפיץ, תורמים לפסולת החלל במידה רבה. כ-100 טון של רסיסים אשר התפזרו במהלך כ-200 אירועי פיצוצים, עדיין מרחפים במסלול סביב כדור הארץ. פסולת החלל מרוכזת ברובה במסלול נמוך (עד למרחק של 2,000 ק"מ) סביב כדור הארץ, אף שיש פסולת חלל גם במסלול גאוסטציונרי, במרחק 35,786 ק"מ מעל פני הים מול קו המשווה. בין הפריטים המעניינים יותר בפסולת החלל סביב כדור הארץ נמצאו: כפפה שאבדה לאסטרונאוט אדוארד היגינס וייט אשר היה האסטרונאוט האמריקני הראשון "להלך בחלל", שתי מצלמות (האחת אבדה לאסטרונאוט מייקל קולינס סמוך לחללית ג'מיני 10 והשנייה לאסטרונאוטית סוניטה ויליאמס במהלך משימת STS-116), שקיות אשפה שנזרקו על ידי קוסמונאוטים מתוך תחנת החלל מיר במהלך 15 שנות קיומה, מפתח ברגים ומברשת שיניים. רוב הפריטים הללו שבו ונכנסו לאטמוספירת כדור הארץ, שבועות לאחר שאבדו בחלל, זאת בגלל מסלולם וגודלם הזעיר. פריטים מעין אלה אינם מהווים חלק משמעותי מפסולת החלל. תרגיל התחמקות ראשון מהתנגשות עם פסולת חלל בוצע על ידי מעבורת החלל דיסקברי במשימה STS-48, זאת כדי להימנע מהתנגשות עם שרידי הלוויין הסובייטי קוסמוס 955. בשנת 2006 חלפו שרידי לוויין רוסי ששבו ונכנסו לאטמוספירה, במרחק מסוכן ממטוס איירבוס מאמריקה הלטינית ועליו 270 נוסעים בטיסה מעל האוקיינוס השקט. זהו אזור מועדף להשבת לוויינים לאטמוספירה, בית קברות לחלליות, בגלל היותו ריק יחסית מאוכלוסייה. נכון ל-2017, כ-1/3 מכל הפסולת החללית המקוטלגת ונמצאת תחת מעקב נובעת מ-10 אירועי התנגשות והתפרקות של לוויינים: האירוע הבולט ביותר ביצירת פסולת חלל היה ניסוי סיני בטיל נגד לוויינים, ב-11 בינואר 2007. על פי הערכות הניסוי הותיר יותר מ-2300 רסיסי פסולת אשר ניתן לעקוב אחריהם, יותר מ-35,000 חלקיקים שגודלם מעל סנטימטר בודד, ויותר ממיליון חלקיקים שגודלם מעל מילימטר בודד. נזקיו של אירוע זה גדולים מניסויים אחרים בטילים נגד לוויינים כיוון שהפסולת נמצאת במסלול מרוחק יותר ועל פי חישובים, זמן דעיכת המסלול של פסולת זו הוא 35 שנה ויותר. בחודש יוני 2007 נאלצה נאס"א להסיט ממסלולו לוויין בחלל כדי שלא יכנס לשדה הפסולת. נכון לאפריל 2016, נשארו 2880 חלקים מקוטלגים מאירוע זה. אירוע בסדר גודל דומה אירע ב-19 בפברואר 2007 כאשר שלב של משגר רוסי Briz-M(אנ') התפוצץ בעודו במסלול בחלל, מעל אוסטרליה. המשגר שוגר לחלל ב-28 בפברואר 2006 ונשא לוויין תקשורת, אולם עקב תקלה לא נוצל מלוא הדלק שהיה בו. את הפיצוץ צילמו מספר אסטרונומים, אולם בגלל מסלולו הייחודי היה קושי בהערכת גודל ענן הפסולת. אף שכמות פסולת החלל מאירוע זה דומה לפסולת שנותרה מן הניסוי הסיני, פסולת זו נמצאת במסלול נמוך יותר לכדור הארץ ורובה תכנס לאטמוספירה בתוך זמן קצר יחסית. נכון ל-21 בפברואר 2007 זוהו למעלה מ-1,000 עצמים מאירוע זה. ב-20 בפברואר 2008 יירט הצי האמריקני מספינת המלחמה "אגם ארי" ליד חופי הוואי לוויין ביון שהועלה כשנה לפני כן לחלל ואולם הקשר עמו נותק והוא עמד להתרסק על מכל ההידרזין שלו בתחילת מארס של אותה שנה. הטיל פגע בלוויין USA 193 ופוצץ אותו. המומחים חלוקים בדעתם כמה מהשברים יישרדו זמן רב ויפריעו ללוויינים אחרים. יש הנוקטים אף בנתון של אלפי שברים - כ-25% ממסת הלוויין. עם זאת הפיצוץ היה בגובה נמוך יחסית, כ-230 ק"מ וייתכן שבשל כך מרבית השברים עשויים להישרף באטמוספירה. ב-19 בנובמבר 2008 בעת שהאסטרונאוטית היידי סטפנישין פייפר שהתה בהליכת חלל מחוץ לתחנת החלל הבינלאומית במסגרת עבודות תיקון ואחזקה, ריחף תרמיל הכלים שלה, שלא נקשר כהלכה, והתרחק לאטו לחלל. היה זה העצם הגדול ביותר שאבד עד לאותה עת במהלך הליכת חלל. התנגשות הלוויינים אירידיום 33 וקוסמוס 2251 שאירעה ב-10 בפברואר 2009, היא האירוע הראשון שבו התנגשו שני לוויינים במסלוליהם סביב כדור הארץ. האירוע יצר כמות רבה ביותר של פסולת חלל, ומתוכם 1668 חלקיקים מקוטלגים. נכון לאפריל 2016, נשארו 1141 חלקים במסלול. ב-15 בנובמבר 2021, ביצעה רוסיה ניסוי של נשק נגד לוויינים, השמידה את הלוויין Cosmos 1408 ויצרה למעלה מ-1500 חלקים של זבל חללי. הענן הנוצר עבר במסלול קרוב לתחנת החלל הבינלאומית, והאסטרונאוטים בתחנה נאלצו להיכנס למרחב המוגן בשביל שמירה על ביטחונם. ב-4 במרץ 2022 אושר שפסולת חלל פגעה בקרקע של הירח לראשונה אי פעם. פסולת החלל הייתה ככל הנראה בטיל סיני בשם Long March 3C. ב-8 במרץ 2024 פגע חפץ במשקל 700 גרם בבית בפלורידה, ארצות הברית, ופער חור בגג. נציגי נאס"א אספו את החפץ. מאוחר יותר הם עידכנו כי מדובר בחלק של מטען לסוללות משומשות, ששוחרר מתחנת החלל הבינלאומית כפסולת ב-2021. החלק לא התפרק ונשרף כליל בכניסה לאטמוספירה וחלק קטן ממנו שרד ופגע בבית. פרק זה טעון עדכון. אנא תרמו לוויקיפדיה ועזרו לעדכן אותו. ייתכן שתמצאו פירוט בדף השיחה. מספר אמצעים הוצעו בעבר כדי למנוע יצירת פסולת חלל נוספת. הפסיבציה של השלבים האחרונים של משגרי לוויינים וחלליות על ידי השחרור של שיירי נוזלים, נועדה להפחית את הסכנה של התפוצצות המכל תוך כדי היותו במסלול סביב כדור הארץ ובכך לשגר אלפי רסיסים לחלל. הוצאת לוויינים ממסלולם והכנסתם לצורך שריפתם באטמוספירה של כדור הארץ, תפחית אף היא את כמות הפסולת בחלל. ניתן להשיג מטרה זו על ידי הוספת רסן אלקטרו-דינמי ללוויין, אשר מתגלגל לחלל ומאיט את כלי הרכב החללי. במקרים שבהם השבת הלוויין לאטמוספירה תצריך דלק רב מזה הנמצא בלוויין, ניתן להנחות את הלוויין למסלול שבו גרר אטמוספירי יגרום ללוויין לצאת ממסלולו בתוך שנים ספורות. לוויינים הנמצאים במסלול הרחוק מכדור הארץ מכדי שניתן יהיה להשיבם לאטמוספירה, דוגמת אלה החגים בטבעת הגאוסטטית, ניתן להביאם ל"בית קברות חללי"(אנ'), אזור שבו נמצאים הלוויינים שאינם פעילים עוד. הועלו אף הצעות באשר לשיטות "לטאטא" את פסולת החלל חזרה לתוך האטמוספירה של כדור הארץ, כולל גוררי זבל, מטאטאי לייזר המאיידים רסיסי זבל או דוחפים אותם למסלולים הדועכים במהירות, או גושים גדולים של ארוג'ל היכולים לספוג לתוכם רסיסים הפוגעים בהם ולבסוף נופלים לאטמוספירה ונשרפים. אולם עד היום רוב המאמצים להתמודדות עם פסולת חלל הושקעו באמצעי זהירות למניעת התנגשות ומניעת היווצרות פסולת נוספת. בדצמבר 2019, הוכרז על ידי רשות החלל האירופית כי בשנת 2025 ישוגר לחלל לוויין מיוחד שתפקידו יהיה לנקות פסולת חלל. לפי התיאור הכללי, מדובר בלוויין עם זרועות רובוטיות ארוכות במיוחד שיוכל לשוטט בחלל ולתפוס איתו כמה שיותר פסולת. לאחר מכן, הלוויין עתיד לצלול חזרה לאטמוספירת כדור הארץ ולהישרף ביחד עם הפסולת שאסף. הפיקוד האסטרטגי של ארצות הברית מחזיק בקטלוג הגופים הנעים מסביב לכדור הארץ המכיל כ-20,000 פריטים, מתוכם קרוב ל-1,300 הן חלליות שלמות ומתוכן כ-800 הן חלליות פעילות. מטרת המעקב אחר פריטי פסולת אלה היא בחלקה כדי שלא לבלבל בינה לבין טילים בליסטיים. המידע על הפסולת נאסף ממספר תחנות רדאר קרקעיות וטלסקופים וכן מטלסקופ הנמצא בחלל. למרות זאת, רוב חלקי הפסולת המרחפים בחלל עדיין לא מופו. קיימים למעלה מ-600,000 עצמים אשר גודלם למעלה מסנטימטר. מקור נוסף למידע על פסולת חלל הוא טלסקופ פסולת חלל ESA‏ העוקב אחר כ-10,000 עצמים שגודלם למעלה מ-10 ס"מ. גם רדאר מערך מופע "Cobra Dane" האמריקני, הוא מקור למידע על פסולת חלל. לוויינים המוחזרים בשלמותם לכדור הארץ מספקים אף הם מקור למידע על פסולת חלל, במיוחדת פסולת בגודל זעיר ביותר. כך למשל הלוויין LDEF(אנ') אשר שוגר למסלולו על ידי מעבורת החלל צ'לנג'ר במשימה STS-41-C והוחזר לכדור הארץ במעבורת החלל קולומביה במשימה STS-32 לאחר ששהה בחלל 68 חודשים. בדיקה מדוקדקת של חלקו החיצוני של הלוויין איפשר ניתוח על מאפייני הפגיעות של פסולת חלל בלוויין בעת מעופו. מידע דומה נאסף מלוויינים אחרים ששוגרו ואחר כך נאספו והוחזרו לכדור הארץ. מבחינה טכנולוגית ניקוי של פסולת חלל הוא נושא מורכב ביותר, והקשיים השונים גרמו לכך שבמשך שנים רבות לא ניתן היה לבצע ניקוי כלל, אלא רק לתכנן מיזמים תאורטים בלבד. החל משנות ה-70 בחנה נאס"א פתרונות אפשריים, החל מהתרחיש האופטימי בו גוררים פסולת חלל לכדור הארץ לשימוש חוזר, ועד תרחישים אחרים בהם הפסולת מושמדת בדרכים שונות. במאי 2024, דו"ח של נאס"א מהמשרד לטכנולוגיה, מדיניות ואסטרטגיה (OTPS) הציג שיטות חדשות לטיפול בפסולת חלל. הדו"ח, שכותרתו "ניתוח עלות ותועלת של צמצום, מעקב ושיקום פסולת מסלולית", סיפק ניתוח מקיף המשווה עלות-תועלת של למעלה מעשר פעולות שונות, כולל מיגון חלליות, מעקב אחר פסולת קטנה יותר וסילוק של פסולת גדולה. על ידי הערכת אמצעים אלה במונחים כלכליים, המחקר שואף לספק אסטרטגיות חסכוניות לניהול פסולת, ולהדגיש כי שיטות כמו הוצאה מהירה מהמסלול של חלליות שהפסיקו לתפקד יכולות להפחית משמעותית את הסיכונים בחלל. בנובמבר 2020 חתמה סוכנות החלל האירופית על חוזה עם חברת ClearSpace למבצע ניקוי אלמנט פסולת חלל, וזו הייתה הפעם הראשונה בה הוחלט להשיק ניסיון כזה בפועל. במסגרת החוזה, על סך 104 מיליון דולר, התחייבה ClearSpace לפתח חללית במשקל 500 קילוגרם ובעלת 4 זרועות רובוטיות, ולהשיק מבצע, שמתוכנן לשנת 2025, ללכידת החלק העליון של VESPA, חלק ממערכת להצבת לוויינים ששיגרה סוכנות החלל האירופית בשנת 2013. לאחר הלכידה המבצע מתוכנן להסתיים בגרירתם של שני כלי הטיס לאטמוספירה ושריפתם באופן מבוקר. על פי סוכנות החלל הישראלית, הדרך המציאותית ביותר להתמודד עם פסולת חלל היא לתת לזמן לעשות את שלו ולפסולת להישרף באטמוספירה. במקביל, יש לצמצם שיגורים חדשים והוספת פסולת. אתיקת חלל דעיכת מסלול לווייני אפקט קסלר(אנ') מדיה וקבצים בנושא פסולת חלל בוויקישיתוף משרד תוכנית פסולת חלל של נאס"א מרק פאקלר, הניו יורק טיימס, יזם יפני הקים חברה לניקוי החלל מהפסולת שהצטברה בו, באתר הארץ, 30 בנובמבר 2016 ריכוז כתבות בנושא פסולת חלל, באתר "הידען" עודד כרמלי, 167 מיליון עצמים של זבל חלל מקיפים את כדור הארץ, באתר סוכנות החלל הישראלית, 23 במרץ 2017 Space debris 2017 - a journey to Earth סרט קצר באתר ה-esa Gravity - Official Main Trailer [2K HD], סרטון באתר יוטיוב (אורך: 2:22) - טריילר של סרט המתאר תרחיש דיסטופי של אפקט קסלר How four rogue satellites could change the spaceflight industry, סרטון באתר יוטיוב (אורך: 6:42) stuffin.space - מבט בזמן אמת על הלוויינים ופסולת החלל המקיפים את כדור הארץ https://www.hayadan.org.il/space-junk-a-recycling-station-could-be-cleaning-up-in-earth-orbit-by-2050-0708198 לראשונה בחלל: "תחנת דלק" ללוויינים, באתר סוכנות החלל הישראלית, 8 באוקטובר 2019 פסולת חלל: איך מסדרים את החלל החיצון, באתר סוכנות החלל הישראלית בפעם הראשונה: חללית שוגרה היום במטרה להפיל לוויינים ישנים – ולנקות את החלל מפסולת, באתר סוכנות החלל הישראלית, 22 במרץ 2021 ינון בן שושן‏, אוסטרליה: כדור אש אדיר האיר את שמי מלבורן, וזה לא היה מטאור, באתר וואלה, 9 באוגוסט 2023 פסולת חלל, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) ינון בן שושן‏, החלל עולה על גדותיו: דו"ח מדאיג חושף את כמות הזבל מחוץ לכדור הארץ, באתר וואלה, 25 ביולי 2024 Technical Report on Space Debris United Nations Committee on the Peaceful uses of Outer Space. Thoma, K.; Wicklein, M.; Schneider, E. (2005-08). "New Protection Concepts for Meteoroid / Debris Shields". D. Danesy (editor) Proceedings of the 4th European Conference on Space Debris (ESA SP-587): 445, ESA/ESOC. 18–20 April 2005 in Darmstadt, Germany הושט היד וגע בה, באתר אלכסון, ‏2024-02-27 ד"ר אלעד דננברג, משימת ClearSpace-1, באתר מדע גדול, בקטנה, ‏02 לינואר 2020 Space junk. USAWeekend.com, 26.8.2007.(הקישור אינו פעיל, 18.5.2019) "10 התנגשויות והתפרקויות יצרו 1/3 מפסולת החלל המקוטלגת". spacenewmag. 25 באפריל 2016. {{cite web}}: (עזרה) Chinese ASAT Test Brian Berger, NASA's Terra Satellite Moved to Avoid Chinese ASAT Debris ROCKET EXPLOSION כולל תמונות מהפיצוץ. ו-AP, אביטל להב (2008-11-18). ""אבודים בחלל", גרסת ארגז הכלים". Ynet. נבדק ב-2024-05-31. AP (2008-11-20). "האסטרונאוטית שאיבדה את ארגז הכלים: טעיתי". Ynet. נבדק ב-2024-05-31. When It's Lost in Space, It's Really Lost(הקישור אינו פעיל, 18.5.2019) Loren Grush (15 בנובמבר 2021). "Russia blows up a satellite, creating a dangerous debris cloud in space". The Verge. {{cite news}}: (עזרה) האסטרונאוטים הסתתרו: רוסיה שיגרה טיל נגד לוויינים, ארה"ב הגיבה בזעם, באתר ynet, 15 בנובמבר 2021 סוכנות החלל הישראלית, מה היה האסון הסביבתי החמור ביותר בתחום פסולת החלל? מומחים מאשרים: "שאריות טיל פגעו בירח", באתר ‏מאקו‏, 4 במרץ 2022 AFP (2024-06-23). "תביעה נגד נאס"א: פסולת חלל פגעה בבית, חור נפער בגג". Ynet. נבדק ב-2024-06-24. Oladipo, Gloria (2024-04-17). "Nasa confirms metal chunk that crashed into Florida home was space junk". The Guardian (באנגלית בריטית). ISSN 0261-3077. נבדק ב-2024-06-24. Bill Christensen, The Terminator Tether Aims to Clean Up Low Earth Orbit. Space.com, 14.11.2004. Caleb Henry, Swiss startup ClearSpace wins ESA contract to deorbit Vega rocket debris, SpaceNews, ‏9/12/2019 The Space-Based Visible Program(הקישור אינו פעיל, 18.5.2019) H.Klinkrad, Monitoring Space – Efforts Made by European Countries AN/FPS-108 COBRA DANE יעל מור, לנקות את החלל החיצון, באתר זווית, ‏30 בינואר 2021 NASA Study Provides New Look at Orbital Debris, Potential Solutions - NASA, ‏2024-05-20 (באנגלית אמריקאית) סוכנות החלל הישראלית, מהם הפתרונות לאיסוף פסולת החלל?