בקטנה: דו"ח חדש שפרסמה חברת SpaceX של אילון מאסק חושף: מספר התמרונים שמבצעים הלוויינים של הקונסטלציה ספייסלינק גדל באופן מעריכי. רשת התקשורת שמאסק העלה לאוויר הופכת את החלל שמסביבנו לצפוף.

בשנים שעברו מאז ששיגרנו את הלוויין הראשון לחלל, בשנת 1956, התמלא החלל הקרוב לכדור הארץ בעצמים מעשה ידי אדם: לוויינים מתפקדים, לוויינים שכבר לא מתפקדים, שברי לוויינים שנגרמו מהתרסקויות ופיצוצים וחלקי טילים ששיגרו את הלוויינים לחלל. כל אלה מקיפים אותנו אורח קבע.

כשאני התחלתי את הדוקטורט שלי לפני כ־10 שנים, רוב מוחלט של העצמים במסלול סביב כדור הארץ היה זבל חללי. דברים שבני אדם יצרו והעלו למסלול, והיום אין לנו שליטה עליהם: לרוב שברי לוויינים וטילים או לוויינים שכבר אינם בשימוש. המהירות שבה טסים עצמים כדי להישאר במסלול בחלל עצומה (כ־7 ק"מ לשנייה, בערך פי 7 ממהירות לוע של קליע) [1], ולכן התנגשות בין לוויין לפסולת משמעה ריסוק הלוויין והיווצרות פסולת נוספת. כדי להימנע מכך, לוויינים בעלי מנוע יכולים להפעיל אותו ולבצע תמרון התחמקות מהתנגשות. למרות שהיינו רחוקים מאוד ממצב כללי מסוכן, לפני כ־10 שנים הורגשה דאגה שהזבל החללי יתרבה כתוצאה משיגורים והתנגשויות, עד שייווצר מצב שנקרא 'סינדרום קסלר': מצב שנחזה על ידי דונלד קסלר בשנת 1978, ובו החלל יהיה צפוף כל כך שלא יהיה אפשר לשגר אליו עוד לוויינים.

לפני כשנתיים השתנה המצב – ולא בדיוק לטובה. כדי לאפשר אינטרנט זמין בכל מקום על פני כדור הארץ, פרויקטים רבים שמתכוונים לשגר עשרות אלפי לוויינים לחלל קמו, וביניהם: סטארלינק (Starlink) של חברת ספייסאקס (SpaceX) שבבעלות אילון מאסק, ואן וב (OneWeb) של איירבוס (Airbus), וקְוִיפֵּר (Kuiper) של אמאזון. ובכל זאת, אף שלוויינים אלה מתפקדים ואינם זבל, המצב מדאיג מאוד. כמות הזבל לא פחתה – היא רק עלתה, וזאת בעיקר בגלל ניסויים בטילים נגד לוויינים, אבל היחס בין זבל ללוויינים פעילים השתנה. אם פעם הייתה בעיקר פסולת, היום יש הרבה יותר לוויינים פעילים. כל זה בגלל קבוצות (קונסטלציות) לוויינים גדלות, ובראשן סטארלינק של מאסק.

סטארלינק היא הקונסטלציה הגדולה ביותר כיום, ובעלת מספר הלוויינים המתפקדים הגדול ביותר (כתבנו עליה ועל שאר הקונסטלציות בעבר [2]). בלילות אפשר לעיתים לראות קבוצה של לוויינים כאלה טסים בטור זה אחרי זה, כמו בתמונה שבפוסט. בדרך כלל אלה  לווייני סטארלינק לאחר שיגור – הם טסים בשורה ועוברים בדיקות לפני שהם עולים למסלול הקבוע שלהם. מכיוון שהיא הקונסטלציה הראשונה והיא בבעלות אמריקאית, הקונסטלציה של סטארלינק נדרשת לדווח לממשל ארה"ב בנוגע למצב הלוויינים שלה, ובעיקר בנוגע למספר תמרוני ההתחמקות שהם מבצעים כדי לחמוק מזבל חללי. זאת במטרה לוודא שלוויינים מהקונסטלציה לא יתנגשו עם זבל או עם לוויינים אחרים ויכסו בזבל מסלולים שלמים כך שלא יהיה אפשר לשגר עוד לגובהי מסלול אלה.

מעקב אחרי הדוחות של סטארלינק מראה שמספר תמרוני ההתחמקות של הלוויינים גדל בקצב מעריכי [3]: מספר התמרונים מכפיל את עצמו מדי חצי שנה. כמות הלוויינים לא מכפילה את עצמה בקצב הזה, ולכן אפשר להניח שהיחס בין מספר התמרונים לכמות הלוויינים הוא לא ישר. לפי הדו"ח האחרון שפורסם ביוני השנה (2023), לוויני סטארלינק ביצעו בסך הכול כ־50,000 תמרונים מיום שיגור הצבר הראשון, ובחצי השנה האחרונה בוצעו כ־25,000 תמרונים! יוצא שכל אחד מהלוויינים של סטארלינק מתמרן אחת לחודש בממוצע. זה מספר גדול מאוד – בדרך כלל לוויינים מתמרנים תמרוני התחמקות פעמים בודדות במהלך כל החיים שלהם, אך לווייני סטארלינק מבצעים עשרות כאלה. כולנו ראינו בקורונה מה המשמעות של גידול מעריכי. מהר מאוד מספר התמרונים יהיה בטווחים של מאות אלפים.

אז מה הבעיה עם גדילת מספר תמרוני ההתחמקות?

מספר התמרונים הגדול גורם לכך שהלוויינים שורפים דלק רב, דבר שמקצר את אורך החיים שלהם. נוסף לכך הוא מצריך משאבי מחשוב רבים בקרקע, ובכך מגדיל את עלויות התפעול של הלוויינים; וזאת אף שכרגע מערכת אוטומטית היא שאחראית על החישובים ועל התמרונים. כדי להיות "צדיקים יותר מהאפיפיור" ובטיחותיים מאוד, לווייני סטארלינק מתחמקים מהתנגשות כשהסיכוי לכזו הוא 1 ל־100 אלף. זה אותו יחס שלפיו תחנת החלל הבין־לאומית מחליטה אם לתמרן או לא. אבל בניגוד ללוויין של סטארלינק, על סיפוני תחנת החלל יש בני אדם. רוב הלווינים מתמרנים כשהסיכוי להתנגשות גדול מ־1 ל־10 אלפים... כמו שזה נראה כרגע, לספייסאקס יהיה קשה מאוד להמשיך עם סטנדרט הבטיחות הגבוה, פשוט כי הוא דורש מהם יותר מדי.

נוסף לכך התעורר עוד חשש: ספייסאקס מפעילה אלפי לוויינים בקונסטלציה. אם הלוויינים נדרשים לבצע עשרות אלפי (ובקרוב מאות אלפי) תמרונים, לפי חוק המספרים הגדולים – ולמרות שהסיכויים לכך קטנים מ־1 ל־100 אלף – בשלב כלשהו צפויה להתרחש התנגשות; במצב כזה, אלפי רסיסים נוספים של פסולת צפויים להיכנס למסלולים שבגובה של הקונסטלציה, והתוצאה עלולה להיות עגומה ואף להגדיל עוד יותר את הסיכויים להיווצרות זבל חללי נוסף.

מה הפתרון? אולי ניקיון החלל [4]... ואולי אפילו נגיע ליום שבו נשלח "משאיות זבל" לחלל רק כדי לתקן את מה שעשינו.

עריכה לשונית: יהונתן הופמן.

תמונה: ד"ר אלעד דננברג באמצעות DALL-E

מקורות והרחבות

[1] מסלולים בחלל

[2] קבוצות לוויינים ענקיות

[3] על הדוח של Starlink

[4] משימת clearspace-1