Co poleciało, spaść musi

8 marca o godzinie 19:34 czasu uniwersalnego (14:34 lokalnego) w miejscowości Naples w stanie Floryda, jakiś obiekt spadając z nieba przebił dach domu, a następnie stropy pomiędzy dwoma piętrami, by w końcu spocząć na parterze. W chwili zdarzenia w domu przebywał syn właściciela, który nie odniósł żadnych obrażeń. Po powrocie do domu, właściciel posesji Alejandro Otero znalazł na podłodze ważący około kilograma metaliczny odłamek, który, jak wszystko na to wskazuje, pochodzi z palety ze zużytymi bateriami, odrzuconej od Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w 2021 roku. To zdarzenie upadku szczątków satelitów na Ziemię, aczkolwiek daleko nie pierwsze tego rodzaju, niesie za sobą ciekawe implikacje.

Czym był odłamek?

Począwszy od 2016 r. na ISS rozpoczęto proces wymiany akumulatorów, których żywotność i sprawność dobiegała pomału wyznaczonego limitu. Procedura ta wykorzystywała japońskie statki towarowe typu HTV, mające ze wszystkich dostępnych transportowców dostatecznie dużą przestrzeń ładunkową. Przebieg wymiany był następujący – po przyłączeniu do ISS, paleta z sześcioma nowymi bateriami i ich złączami była wyjmowana i mocowana najpierw w magazynie na zewnętrznej powierzchni stacji. Należy tu zauważyć, że nowe baterie były znacznie mniejsze od dotychczas stosowanych (sześć sztuk zastępowało 12 dotychczasowych) i wykonane w innej technologii (litowo-jonowe w miejsce niklowo-wodorowych). Następnie para astronautów dokonywała wymiany zestawu baterii, po czym stare umieszczane były ponownie w bagażniku HTV. Po odłączeniu od stacji, transportowiec był deorbitowany w taki sposób, by zakończyć swój lot w cmentarzysku satelitów – na południowym Pacyfiku, gdzieś w połowie drogi pomiędzy Nową Zelandią a Ameryką Południową, z dala od szlaków żeglugowych, czy tras przelotów samolotów. Proces ten rozpoczął się misją HTV-6 w grudniu 2016 roku.

Co poleciało, spaść musi

Niestety już podczas drugiej dostawy wydarzyła się rzecz nieprzewidziana. Statek co prawda dostarczył we wrześniu 2018 r. drugi zestaw baterii na ISS, jednak załoga nie mogła dokonać ich wymiany, z powodu awarii rakiety nośnej rosyjskiego statku załogowego Sojuz MS-10, mającego dostarczyć na pokład członków nowej załogi. Jeden z nich, Tyler Hague, był specjalnie przeszkolony do wymiany baterii. W tej sytuacji HTV-7 pozostawił na ISS nowe baterie, ale powrócił pusty, bo Hague dotarł na ISS dopiero pół roku później. W kolejnych lotach HTV-8 (wrzesień 2019 r.) i HTV-9 (maj 2020 r.) statki dostarczyły pozostałe dwie palety, ale wracały z paletą poprzedniego transportowca. Jednak HTV-9 był ostatnim transportowcem z tej serii i paleta EP-9 po jego odlocie w sierpniu 2020 r. pozostała na stacji. Po przeprowadzeniu serii analiz, NASA zdecydowała się ją odrzucić od stacji, gdyż wydawało się, że spowodowanie jakiegokolwiek niebezpieczeństwa w wyniku upadku jej szczątków na Ziemię jest wykluczone. EP-9, ważąca ponad 2,6 t, została odrzucona od ISS 11 marca 2021 r. za pomocą ramienia mechanicznego CanadArm-2.

Schemat rozpadu satelity.

Było to zdarzenie niemające dotychczas precedensu. Od kompleksu orbitalnego odrzucano różne elementy, jednak ich masa nie przekraczała kilku, najwyżej kilkudziesięciu kilogramów. Ich los był w chwili odrzucenia całkowicie przesądzony – po miesiącach krążenia na coraz bardziej zacieśniającej się orbicie wchodziły w końcu w gęste warstwy atmosfery, gdzie w całości płonęły, jak meteory. Tymczasem platforma EP-9 weszła w gęste warstwy atmosfery 8 marca o 19:29, śledzona przez radary Dowództwa Kosmicznego USA. Obiekt znajdował się wówczas nad Zatoką Meksykańską, pomiędzy Cancun a Kubą, kierując się w stronę południowo--zachodniej Florydy. Niestety ze względu na niestabilność atmosfery, predykcje dotyczące wtargnięcia w nią satelity, obarczone są dużym błędem.

Nawet na 12 godzin przed upadkiem palety, szacunki Dowództwa Kosmicznego Stanów Zjednoczonych zawierały się w okresie niepewności obejmującym sześć godzin, czyli cztery okrążenia Ziemi. Wszystko wskazuje więc na to, że nie tylko nie spłonął w całości, ale i spowodował dość poważne straty, na szczęście tylko materialne. Otero zgłosił zdarzenie do NASA i zażądał od agencji odszkodowania. Inżynierowie z Centrum Kosmicznego im. Kennedy’ego rozpoczęli analizę obiektu, ale tu pojawił się problem proceduralny…

Kto odpowiada za szkody?

W pierwszej chwili wydawało się, że za szkody powinna odpowiadać NASA, czy szerzej – Stany Zjednoczone. Jednak sprawa ta nie jest taka prosta i jest uregulowana przez „Konwencję o międzynarodowej odpowiedzialności za szkody wyrządzone przez obiekty kosmiczne”, sporządzoną w Moskwie, Londynie i Waszyngtonie 29 marca 1972 r. Otóż artykuł 2 tej konwencji mówi jednoznacznie, że: Państwo wypuszczające jest bezwzględnie zobowiązane do zapłacenia odszkodowania za szkodę, którą wypuszczony przez nie obiekt kosmiczny wyrządził na powierzchni ziemi lub statkowi powietrznemu podczas lotu. A zatem nie właściciel satelity, czy też jego ładunku, ale państwo, które wystrzeliło satelitę. W takim wypadku byłaby to Japonia, bo to ona wystrzeliła paletę. Ale powstaje tu kolejne pytanie proceduralne – czy inkryminowany fragment był częścią palety, czy też pozostałością jednej z baterii? Baterie były wynoszone w latach 2000-2009 w czterech startach przez amerykańskie wahadłowce, wraz z poszczególnymi sekcjami kratownicy głównej stacji. A wtedy odpowiedzialność jednoznacznie spadnie na USA. Do czasu wydania ostatecznej ekspertyzy, trudno będzie uznać czyjąkolwiek winę.

Co poleciało, spaść musi

Jednak po zdarzeniu przeanalizowano ponownie ocenę NASA, dotyczącą ewentualnego niebezpieczeństwa upadku fragmentów palety na Ziemię. Rzecznik NASA w Johnson Space Center w Houston powiedział, że: agencja kosmiczna przeprowadziła dokładną analizę elementów złożonych na palecie i ustaliła, że nieszkodliwie wejdą one ponownie w atmosferę ziemską. Nie spodziewamy się, by jakakolwiek część przetrwała ponowne przejście przez atmosferę. Jednak oceny innych ekspertów kosmicznych, nie pokrywały się z oświadczeniem NASA. Aerospace Corporation, finansowane ze środków federalnych centrum badawczo-rozwojowe, stwierdziło, że: ogólna zasada jest taka, że od 20 do 40 procent masy dużego obiektu może dotrzeć do Ziemi. Dokładny procent zależy od konstrukcji obiektu, ale akumulatory niklowo--wodorowe zostały wykonane z metali o stosunkowo dużej gęstości. Również eksperci z Europejskiej Agencji Kosmicznej przyznali, że niektóre fragmenty palety z akumulatorami mogą przetrwać wtargnięcie. Niestety głos NASA był ważniejszy. Z drugiej strony, trzeba bezstronnie przyznać, że nie istniała żadna inna metoda utylizacji platformy, a jej pozostawienie przez dłuższy czas w składzie ISS, mogło grozić eksplozywnym rozpadem baterii, który zagroziłby istnieniu stacji.

Nie tylko Skylab

Zdecydowanie najbardziej znanym przykładem zagrożenia wywołanego upadkiem satelity, była w 1979 r. amerykańska stacja kosmiczna Skylab. Oczywiście spowodowane było to głównie jej nadzwyczaj dużą masą, wynoszącą blisko 80 t. Ale przypadki, kiedy obiekt schodzący z orbity uszkodził czyjąś własność, czy nawet spowodował obrażenia, nie należą do rzadkości. Według ESA roczne ryzyko odniesienia obrażeń przez pojedynczego człowieka w wyniku upadku śmieci kosmicznych wynosi co prawda mniej niż 1 na 100 miliardów, ale ilość wynoszonych satelitów w ostatnim czasie gwałtownie wzrasta. Poniżej przedstawiam listę znanych przypadków:

• 1960 – pierwszy przypadek upadku szczątków startującej awaryjnie rakiety Thor DM-21. Szczątki spadły na obszar Kuby, zabijając pasącą się krowę. Reżim Castro nazywa nieudany start prowokacją prezydenta USA Eisenhowera i próbuje przekonać świat, że była to celowa eksplozja rakiety nad krajem. Protesty, m.in. przed ambasadą amerykańską w Hawanie, odniosły skutek – USA wypłaciły Kubie odszkodowanie w wysokości 2 mln USD, a krowa imieniem Rufina doczekała się pogrzebu z pełnymi honorami państwowymi.
• 1969 – pięcioro japońskich rybaków doznało niegroźnych obrażeń, gdy na pokład ich kutra w rejonie zachodniego Pacyfiku spadły odłamki radzieckiego satelity.
• 1978 – radziecki satelita rozpoznawczy Kosmos 954 z generatorem radioizotopowym na pokładzie wszedł w atmosferę nad północno-zachodnią Kanadą i spowodował niewielkie skażenie radioaktywne, szczątki satelity spadły m.in. do Wielkiego Jeziora Niewolniczego. Operacja analizowania i usuwania skażenia (Operation Morning Light), prowadzona przez kilka miesięcy na obszarze 124 tys. km2 została uwieńczona znalezieniem 12 dużych odłamków, z czego 10 było radioaktywnych (1,1 siwerta/h), a jeden promieniował z mocą 500 R/h, co jest dawką śmiertelną dla człowieka, przebywającego w jego pobliżu przez kilka godzin. Skłoniło to Kanadę do wystawienia ZSRR rachunku w wysokości 6 mln CAD. Po kilkuletnich rozmowach Związek Radziecki wypłacił Kanadzie odszkodowanie w wysokości 3 mln CAD.
• 1979 – fragmenty stacji Skylab spadły na terenie hrabstwa Esperance. NASA została obciążona karą 400 USD, której nigdy nie zapłaciła.

Co poleciało, spaść musi

• 1987 – ponad dwumetrowej długości pas metalu z rakiety nośnej radzieckiego satelity Kosmos 1890 spadł pomiędzy dwoma domami w Lakeport w Kalifornii, nie czyniąc żadnych szkód.
• 1991 – radziecka stacja kosmiczna Salut-7 spadła w pobliżu miasteczka Capitán Bermúdez w Argentynie.
• 1997 – w Tulsa w stanie Oklahoma Lottie Williams została uderzona w bark odłamkiem o wymiarach 10×13 cm. Później potwierdzono, że był to fragment zbiornika paliwa z rakiety nośnej Delta-2, która w kwietniu 1996 r. wyniosła satelitę MSX.
• 2001 – silnik trzeciego stopnia PAM-D z rakiety nośnej Delta-2 wystrzelonej w 1993 r. spadł na pustyni w Arabii Saudyjskiej.

Zobacz więcej materiałów w pełnym wydaniu artykułu w wersji elektronicznej >>