Uçaklar için yeni tehdit: Uzay çöpleri gökyüzünde pusuda bekliyor

Ekim ayının ortalarında, Utah'ın 10.000 metre üzerinde uçan kalabalık bir Boeing 737'nin ön camı gizemli bir cisim tarafından parçalandı ve pilotlar acil iniş yapmak zorunda kaldı. İnternet, uçağa bir uzay çöpü parçasının çarptığı yönündeki spekülasyonlarla aniden çalkalandı.

Uçağa neyin çarptığı henüz belli değil. Muhtemelen bir hava balonunun kalıntılarıydı. Ancak internette paylaşılan endişelerin o kadar da uçuk olmadığı ortaya çıktı.

Bir uçağın uzay çöpüne çarpma riski hala küçük olsa da, bu risk mevcuttur ve aslında artmaktadır.

Avrupa Uzay Ajansı'nın tahminlerine göre, her gün yaklaşık üç tür eski uzay ekipmanı (çoğunlukla kullanılmış roketler ve artık kullanılmayan uydular) Dünya atmosferine giriyor. 1930'ların ortalarına gelindiğinde bu sayının düzinelerce olduğu tahmin ediliyor.

Ancak şimdi, yörüngedeki uydu sayısındaki artışla bağlantılı olarak keskin bir artış var. Şu anda gezegenin etrafında yaklaşık 12.900 aktif uydu dönüyor. Analistlerin tahminlerine göre, on yıl içinde başımızın üzerinde 100.000 uydu olabilir.

Yörünge çarpışması riskini en aza indirmek için operatörler, eski uyduları Dünya atmosferine düşüp yanacak şekilde yönlendiriyorlar. Ancak bu yeniden giriş sürecinin fiziği tam olarak anlaşılamıyor ve ne kadar malzemenin yandığını ve ne kadarının Dünya'ya ulaştığını gerçekten bilmiyoruz.

Güney Afrika'daki Özgür Devlet Üniversitesi'nde fizik profesörü ve uzay çöpü çarpışmalarının riskleri üzerine yakın zamanda yayınlanan bir makalenin ortak yazarı olan Richard Okaya, "Karada bu tür olayların sayısı artıyor. "Önümüzdeki birkaç yıl içinde bu olayların katlanarak artacağını öngörüyoruz" diyor

Şimdiye kadar ne havada ne de yerde uzay çöplerinden kimse yaralanmadı. Ancak son yıllarda çok sayıda tehlikeli çarpışma yaşandığı bildirildi. Geçen yılın Mart ayında, Florida'da bir evin çatısına 0,7 kilogram ağırlığında bir metal parçası düştü.

Daha sonra cismin, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan fırlatılan bir pil paletinin kalıntıları olduğu doğrulandı. Çarpma sırasında ev sahibinin 19 yaşındaki oğlu yan odada uyuyordu.

Bu yılın Şubat ayında, SpaceX'in Falcon 9 roketinin 1,5 metrelik bir parçası, Polonya'nın beşinci büyük şehri Poznan yakınlarındaki bir deponun yakınına düştü. Bir diğer parça ise yakındaki bir ormanda bulundu.

Bir ay sonra, 2,5 kilogram ağırlığındaki bir Starlink uydusu parçası Kanada'nın Saskatchewan eyaletindeki bir çiftliğe düştü. Avustralya ve Afrika'da da başka olaylar yaşandığı bildirildi. Çok daha fazlası fark edilmeyebilir.

İngiliz havacılık mühendisliği araştırma şirketi Belstead Research'ün direktörü James Beck, "Ormanın ortasında yanmış bir elektronik parça bulursanız, ilk aklınıza gelen şey bunun bir uzay aracından geldiği olmaz" diyor. Uzay çöplerinin çarpma riskini tam olarak anlamadığımız konusunda uyarıyor. Ve bu risk, uydu operatörlerinin bize inandırmak istediğinden çok daha yüksek olabilir.

Örneğin, şu anda Starlink uydularının en büyük mega-takımyıldızının sahibi olan SpaceX, uydularının gökyüzünde "ölmek üzere tasarlandığını" ve yörüngeden düşüp atmosfere girdiklerinde tamamen yanacaklarını iddia ediyor.

Ancak atmosferik kuvvetleri taklit etmek için sahte uydular kullanarak çok sayıda rüzgar tüneli testi gerçekleştiren Beck, bu tür deneylerin sonuçlarının şüphe uyandırdığını söylüyor.

Bazı uydu parçaları, hipersonik atmosfer inişinde karşılaşılan aşırı yüksek sıcaklıklarda bile erimeyen titanyum ve özel alaşımlar gibi dayanıklı malzemelerden üretiliyor.

Beck, "Bazı küçük uydu üreticileri için bazı çalışmalar yaptık ve asıl sorunları tankların düşmesi, yaklaşık 800 kilogram ağırlığındakiler gibi daha büyük uydularda, belki iki veya üç cismin düşmesini bekleriz"

Uzay çöplerinin oluşturduğu tehdidi ölçmek zor olabilir. Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü (ICAO) yakın zamanda, "uydu ağlarının hızla büyümesinin havacılık güvenliği için yeni bir zorluk oluşturduğunu" belirtti. "Bu tehdit, köklü tehlikelerle aynı hassasiyetle ölçülemez"

Federal Havacılık İdaresi (FAA), uçuş riskine ilişkin bazı ön hesaplamalar yaptı. 2023 tarihli bir analizde, kurum, 2035 yılına kadar bir uçağın uzay çöplerinden kaynaklanan felaket boyutunda bir çarpma riskinin yılda yaklaşık 10.000'de 7 olacağını belirtti. Böyle bir çarpışma, uçağı anında imha edebilir veya hava basıncının hızla düşmesine neden olarak uçaktaki herkesin hayatını tehlikeye atabilir.

Dünya'da insan kaybı riski çok daha yüksek olurdu. Kanada'daki British Columbia Üniversitesi'nde astronomi doçenti ve uzay çöpü araştırmacısı olan Aaron Boley, büyük uydu ağlarındaki uydular "tamamen parçalanmazsa", uzay çöplerinin Dünya'ya çarpması sonucu insan ölümü veya yaralanma riskinin 2035 yılına kadar yılda yaklaşık yüzde 10'a ulaşabileceğini söylüyor.

FAA raporunda bu olasılığı daha da yükselterek, "gezegende her iki yılda bir kişinin [ uzay enkazı nedeniyle ] yaralanmasının veya ölmesinin beklendiğini" belirtiyor.

Uzmanlar uzay çöplerini hava güvenliği süreçlerine nasıl dahil edebileceklerini düşünmeye başlıyorlar .

Örneğin, Alman uzay durum farkındalığı şirketi Okapi Orbits, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi ve Avrupa Hava Seyrüsefer Güvenliği Örgütü ile işbirliği yaparak, pilotların ve hava trafik kontrolörlerinin uzay çöpü tehditleri hakkında zamanında ve doğru uyarılar alabilmeleri için hava trafik kontrol sistemlerini uyarlamanın yollarını araştırıyor.

Ancak uzay çöplerinin yolunu tahmin etmek zorlu bir iştir. Son yıllarda yapay zekâ alanındaki gelişmeler, uzay cisimlerinin uzay boşluğundaki yörüngelerinin tahminlerini iyileştirmeye yardımcı olmuş ve bu da yörünge çarpışması riskini potansiyel olarak azaltmıştır.

Ancak bu algoritmalar, uzay çöplerinin atmosfere yeniden giriş sırasında karşılaştığı giderek kalınlaşan atmosferin etkilerini tam olarak hesaba katmada başarısız oluyor. Radar ve teleskop gözlemleri yardımcı olabilir, ancak çarpmanın kesin yeri ancak nihai çarpmadan kısa bir süre önce netleşiyor.

Okapi Orbits'te veri analisti olarak çalışan Njord Egen, "Yüksek kaliteli modellerle bile bu zor; çok fazla değişken var ve kesin bir yeniden giriş konumunu belirlemek zor" diyor.

Uzay çöpleri, alçak Dünya yörüngesindeyken her bir buçuk saatte bir gezegenin etrafında döner. "Yani, 10 dakika kadar bir belirsizlik olsa bile, nereye çarpabileceği konusunda ciddi sonuçlar doğuracaktır"

Havayolları için sorun, ne kadar yıkıcı olursa olsun, sadece olası etki değil. Kazaları önlemek için yetkililerin risk altındaki bölgelerde hava sahasını geçici olarak kapatması muhtemeldir; bu da uçuş rotalarını değiştirir, gecikmelere neden olur ve maliyete yol açar.

Boly ve meslektaşları bu yılın başlarında yayınladıkları bir makalede, Kuzey Avrupa veya Kuzeydoğu Amerika Birleşik Devletleri gibi yoğun havacılık bölgelerinin, atmosfere büyük bir uzay çöpü nesnesinin yeniden girmesi nedeniyle yılda en az bir uçuş programı kesintisi yaşama olasılığının yaklaşık %26 olduğunu tahmin ediyor.

Planlanan tüm uydu takımyıldızları bir gün tamamen konuşlandırıldığında, uzay çöplerinin düşme tehlikesi nedeniyle bazı havacılık alanlarının kapatılması, kötü hava koşulları nedeniyle kapanmalar kadar yaygın hale gelebilir.

Atmosfere yeniden girişle ilgili mevcut tahminler güvenilir olmadığından, bu kapatmaların birçoğu gereksiz olabilir.

Örneğin, Çin'in 21 tonluk Long March mega roketinin 2022'de Dünya'ya düşmesi planlandığında, tahminler, roketin parçalarının İspanya ve Fransa'nın bazı bölgelerine dağılabileceğini gösteriyordu. Roket nihayetinde Pasifik Okyanusu'na düştü. Ancak Güney Avrupa hava sahasının 30 dakikalığına kapatılması, yüzlerce uçuşun gecikmesine ve rotasının değiştirilmesine neden oldu.

Bu arada uluslararası düzenleyiciler, uydu operatörlerini ve fırlatma hizmeti sağlayıcılarını, mümkün olduğunca büyük uyduları ve roket gövdelerini kontrollü bir şekilde yörüngeden çıkarmaya, kalan yakıtı kullanarak bunları okyanusun uzak bölgelerine dikkatlice yönlendirmeye çağırıyor.

Avrupa Uzay Ajansı, atmosfere geri dönen roket gövdelerinin yalnızca yarısının kontrollü bir şekilde geri döndüğünü tahmin ediyor. Ayrıca, yaklaşık 2.300 eski ve artık güdümlü olmayan roket gövdesi hâlâ yörüngede, Dünya'ya doğru yavaşça spiral çizerek ilerliyor, ancak operatörlerin onları okyanusa güvenli bir şekilde yönlendirmesini sağlayacak mekanizmaları yok.

Bowley, "Yukarıda o kadar çok malzeme var ki, uygulamalarımızı değiştirsek bile, tüm o roket gövdeleri bir noktada geri dönecek," diyor. "Uzay çöplerinin bir uçağa çarpma ihtimali düşük olsa da, çöplerin uçuşup yoğun hava sahasına düşme ihtimali hiç de az değil. Aslında bu oldukça olası."