ขยะอวกาศ

        ขยะอวกาศ (Space Debris) คือ สิ่งมีชีวิตที่มนุษย์สร้างขึ้นและถูกทิ้งไว้ในวงโคจรรอบโลกโดยไม่ใช้งานแล้ว นอกจากนี้ ยังรวมถึงสิ่งวัสดุต่าง ๆ ที่อยู่ในวงโคจรโลกซึ่งเป็นผลมาจากการปฏิบัติของมนุษย์ในอวกาศ ตัวอย่างเช่น ดาวเทียมที่หมดอายุ ท่อนจรวดที่ใช้ในการส่งดาวเทียมหรือยานอวกาศ ฝาครอบดาวเทียม น็อต ข้อต่อ และชิ้นส่วนต่าง ๆ ของจรวด อีกทั้งยังรวมถึงกากเชื้อเพลิงที่เหลือจากการใช้งานและถูกทิ้งออกจากยานอวกาศด้วย รวมถึงเศษชิ้นส่วนที่เกิดขึ้นจากการชนกันของขยะอวกาศและการระเบิดของซากจรวดหรือดาวเทียมในวงโคจรรอบโลก 

       หกสิบปีมาแล้วที่มนุษย์เริ่มทิ้งขยะในอวกาศ การทิ้งขยะนี้เริ่มขึ้นด้วยการส่งดาวเทียมสปุตนิก 1 ขึ้นสู่วงโคจรรอบโลกในวันที่ 4 ตุลาคม 2500 ดาวเทียมสปุตนิก 1 มีขนาดเล็กเพียงแค่ลูกบอลชายหาด แต่การส่งมันขึ้นสู่อวกาศต้องใช้จรวดขีปนาวุธขนาดใหญ่ R-7 rocket ซึ่งมีความสูงถึง 30 เมตร และน้ำหนักถึง 300 ตัน เพื่อขับดันมันขึ้นสู่วงโคจรรูปวงรีที่อยู่ห่างจากพื้นโลกไกลถึง 215 - 939 กิโลเมตร โดยมีความเร็วในการเคลื่อนที่ถึง 29,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และมีรอบโลกรอบละ 96.2 นาที

        สปุตนิก 1 เป็นดาวเทียมแรกของโลกที่ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเพื่อทดลองส่งสัญญาณวิทยุกลับมายังพื้นโลก อย่างไรก็ตาม มันมีอายุการทำงานเพียง 21 วันเท่านั้น แบตเตอรีก็หมดพลังงาน ทำให้มันกลายเป็นขยะอวกาศลอยอยู่ในอวกาศ จนกระทั่งเมื่อผ่านไปสองเดือน แรงโน้มถ่วงของโลกส่งผลให้มันถูกดึงลงมาในบรรยากาศโลกและไหม้ละลายไปตามนั้น แถมยังสร้างปัญหาขยะอวกาศในอวกาศด้วย กระทั่งวันนี้ขยะดาวเทียมสปุตนิก 1 ยังคงเป็นปริมาณขยะที่ลอยอยู่ในอวกาศและอาจก่อให้เกิดความเสียหายในอนาคตของเราได้ หลายๆ คนพิจารณาเหตุการณ์นี้เป็นการเข้าใจคุณลักษณะและผลกระทบของการทิ้งขยะในอวกาศที่มีต่อโลกของเราเองได้อย่างชัดเจน เพราะนี่คือหนึ่งในตัวอย่างที่ชี้ชัดถึงความสำคัญของการรักษาและปกป้องสิ่งแวดล้อมของเราในยุคที่เทคโนโลยีและการสำรวจอวกาศก้าวหน้าขึ้นอย่างรวดเร็วที่กำลังพัฒนาอยู่ในปัจจุบันนี้

       ในช่วงสงครามเย็น มีการแข่งขันด้านอวกาศระหว่างสหรัฐอเมริกาและสหภาพโซเวียตในการส่งดาวเทียมและสถานีอวกาศขนาดใหญ่ขึ้นสู่อวกาศ ตัวอย่างเช่น ห้องปฏิบัติการลอยฟ้าสกายแล็บของสหรัฐอเมริกา สถานีอวกาศเมียร์และสถานีอวกาศซอลยุทของสหภาพโซเวียต สถานีอวกาศเหล่านี้มีมวลหลายหมื่นตันในอวกาศ

        นอกจากนี้ยังมีดาวเทียมทหารพลังงานนิวเคลียร์ เช่น คอสมอส 954 ของสหภาพโซเวียต แต่ดาวเทียมเหล่านี้ปล่อยกากนิวเคลียร์ทิ้งไว้ในอวกาศเป็นเวลาหลายพันปีก่อนที่จะเสื่อมสลาย ตั้งแต่ปี พ.ศ.2500 จนถึงปัจจุบัน มีการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศมากกว่าห้าพันดวง อย่างไรก็ตาม ดาวเทียมส่วนใหญ่มีอายุการใช้งานไม่เกิน 15 ปี. ดังนั้น ในวงโคจรรอบโลกมีดาวเทียมที่กำลังปฏิบัติงานได้อยู่เพียง 6% เท่านั้น. ส่วนอื่นๆ ประกอบด้วยดาวเทียมที่หมดอายุแล้ว (16%) ท่อนจรวดนำส่ง (12%) ชิ้นส่วนต่างๆ (7%) และเศษซากซึ่งเกิดจากการระเบิดหรือการชนกัน (59%)

       ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ามีขยะอวกาศขนาดเล็กมากมายอยู่ในวงโคจรรอบโลกโดยจำนวนเป็นร้อยล้านชิ้น ซึ่งเหล่าขยะเหล่านี้เป็นวัตถุที่ไม่สามารถตรวจจับได้โดยง่าย เนื่องจากขนาดเล็กและความเร็วที่ทันที และนักวิทยาศาสตร์ต้องพยายามออกแบบเทคโนโลยีเพื่อตรวจจับและควบคุมขยะเหล่านี้ในวงโคจรของโลก ขยะอวกาศที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 เซนติเมตรสามารถตรวจจับได้โดยใช้กล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกประมาณ 47,000 ชิ้น แม้ว่าจำนวนขยะในขนาดนี้จะน้อยกว่าขยะเล็ก แต่มีความเสี่ยงที่มากขึ้นเมื่อขยะอวกาศที่มีขนาดใหญ่นี้ชนกับดาวเทียมหรือสถานีอวกาศ โดยเหตุการณ์เหล่านี้อาจสร้างความเสียหายอย่างใหญ่ร้าย มากถึงขั้นที่เรียกได้ว่า "ตายอย่างไม่รู้ตัว"

        ตัวอย่างหนึ่งคือ ขยะอวกาศขนาด 1 กิโลกรัมที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 7.5 กิโลเมตรต่อวินาที มีพลังงานที่มากพอที่จะเทียบเท่ากับรถบัสขนาด 16 ตันที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 216 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดังนั้น เมื่อขยะอวกาศขนาดนี้ปะทะกับดาวเทียมหรือสถานีอวกาศ จะเกิดการสร้างพลังงานอย่างมหาศาล และเป็นอันตรายต่ออุปกรณ์ของมนุษยชาติในอวกาศ"

       การจำกัดปริมาณขยะอวกาศในปัจจุบันเป็นเรื่องที่ท้าทายมากเนื่องจากเทคโนโลยีที่มีอยู่ในขณะนี้ยังไม่สามารถแก้ปัญหานี้อย่างแท้จริงได้ สาเหตุหลักคือการส่งยานอวกาศขึ้นไปเก็บขยะอวกาศอาจเป็นปัญหาเอง เนื่องจากยานอวกาศที่ใช้ในการส่งเหล่านี้มีขนาดใหญ่และมีจำนวนมาก ซึ่งอาจกลายเป็นขยะอวกาศในที่สุด  การทำลายขยะอวกาศด้วยการยิงอาจทำให้เกิดเศษเล็กๆที่ยากต่อการตรวจจับและกระจายไปในทิศทางต่างๆด้วยความเร็วสูง ทำให้เกิดอันตรายมากขึ้น

        ดังนั้น วิธีหนึ่งในการป้องกันอันตรายจากขยะอวกาศคือการควบคุมการปลดระวางดาวเทียมอย่างเข้มงวด สำนักงานคณะกรรมการร่วมด้านขยะอวกาศ (Agency Space Debris Coordination Committee: IADC) ได้กำหนดแนวทางสากลที่กำหนดให้ดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรต่ำ (Low Earth Orbit: LEO) จะต้องถูกออกแบบให้สามารถตกลงสู่โลกและเผาไหม้ในบรรยากาศในระยะเวลาไม่เกิน 25 ปีหลังจากการใช้งานสิ้นสุด สำหรับดาวเทียมในวงโคจรสถิต (Geostationary Orbit: GEO) ซึ่งอยู่ที่ความสูงประมาณ 35,780 กิโลเมตร ก่อนที่จะสิ้นสุดอายุการใช้งาน จะต้องการการจัดการเชื้อเพลิงให้ดาวเทียมลอยสูงขึ้นเพิ่มขึ้นอีกประมาณ 300 กิโลเมตร เพื่อให้เข้าไปอยู่ในวงโคจรสุสาน (Graveyard Orbit) และทุกชนิดของดาวเทียมจะต้องมีการออกแบบแบตเตอรี่ที่ช่วยป้องกันการระเบิดเมื่อสิ้นสุดการใช้งานเสร็จสิ้นแล้ว นี้เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการจัดการขยะอวกาศและป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นในอนาคตจากขยะอวกาศที่ไม่ควบคุมได้อย่างเหมาะสม

       ในการเฝ้าระวังอันตรายจากขยะอวกาศ ศูนย์ปฏิบัติการร่วมทางอวกาศ (Combined Space Operations Center: CSpOC) ได้ดำเนินการตรวจการณ์อวกาศด้วยเรดาร์และเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นที่ติดตั้งรอบโลก และทำการลงทะเบียนวัตถุในอวกาศทุกชนิดจำนวนมากกว่า 40,000 รายการที่เว็บไซต์นั้น นอกจากนี้ยังมีการแจ้งเตือนข่าวสารถึงเจ้าของดาวเทียมทุกประเทศ เพื่อให้หลีกเลี่ยงเส้นทางโคจรที่มีขยะอวกาศเข้ามาใกล้เคียงดาวเทียมของตน อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนเส้นทางดาวเทียมชั่วคราวเพื่อหลีกขยะอวกาศอาจเสี่ยงต่อภารกิจและรายได้ เนื่องจากการเสียเชื้อเพลิงในการควบคุมดาวเทียมให้ออกจากเส้นทางและกลับเข้าสู่วงโคจรเดิมอาจทำให้ดาวเทียมมีอายุการใช้งานสั้นลงอีกด้วย ดังนั้นในการตัดสินใจจำเป็นต้องพิจารณาข้อมูลเพิ่มเติมอย่างละเอียด ประเทศที่เป็นเจ้าของดาวเทียมจำนวนมาก เช่น ญี่ปุ่น และหลายประเทศในยุโรป ได้ลงทุนในการสร้างระบบกล้องโทรทรรศน์ติดตามดาวเทียมและขยะอวกาศเพื่อเฝ้าระวังดาวเทียมของตนเองอย่างระมัดระวังเป็นอย่างมาก นี้เป็นเพราะว่าเจ้าของดาวเทียมจำนวนมากมีความสนใจในการรักษาความปลอดภัยและประสิทธิภาพของดาวเทียมของพวกเขาในอวกาศโดยรวม