Svemirski otpad je problem koji ima mnogo naziva, uključujući svemirsko smeće i svemirsko zagađenje. Dok se svemirski otpad tehnički odnosi na prirodne meteoroide kao i onečišćenje uzrokovano ljudskim djelovanjem, orbitalni otpad je izraz koji se posebno koristi za otpad koji su stvorili ljudi i koji sada kruži oko Zemlje.

Svemirski otpad ima mnogo uzroka, uključujući napuštene tehnologije poslane u svemir ili fragmente svemirskih letjelica. Ovo pitanje postaje sve veći problem kako se povećavaju putovanja u svemir. Čak i najsitniji komadići svemirskog smeća mogu oštetiti svemirske letjelice na misiji, a što više zagađujemo svemir, povećava se rizik od sudara.

Baš kao i zagađenje u oceanima ili na kopnu, postoje različite vrste i veličine otpada. U svemiru, sav svemirski otpad, veliki ili mali, može biti štetan ako se sudari sa svemirskom letjelicom, pogotovo zato što ti objekti putuju iznimno velikim brzinama u niskoj Zemljinoj orbiti. Većina orbitalnog otpada, koji uzrokuju ljudi, dolazi iz dva glavna izvora: tereta i raketa.

Svemirski otpad može biti prirodan, na primjer od meteoroida i njihovih udara, ili nastao od strane ljudi. Orbitalni otpad koji je stvorio čovjek također može biti namjeran ili nenamjeran. Kao takvi, postoji nekoliko događaja koji mogu dovesti do stvaranja svemirskog otpada svih veličina.

Rakete su glavni izvor svemirskog otpada i imaju i namjerne i nenamjerne ostatke koji se oslobađaju. Nakon polijetanja, stupanj rakete uzrokuje odvajanje stupnjeva, pogonskih goriva i traka od tijela rakete kako bi se smanjila težina rakete.

Eksplozije svemirskih letjelica stvaraju mnogo krhotina i mogu se dogoditi iz mnogo razloga, uključujući ostatke goriva ili začepljene komponente svemirske letjelice. Jedan sudar može proizvesti tisuće komada otpada koji će ostati u orbiti mnogo godina. Prvi ikada sudar satelita uključivao je neaktivni ruski satelit i aktivni američki satelit 2009. godine. Veliki sudar proizveo je oko 2000 komada krhotina veličine 10 centimetara ili većih i tisuće komadića manjih krhotina. Očekuje se da će ostaci ostati u orbiti nekoliko desetljeća, ako ne i više od 100 godina. Krhotine mogu trajati desetljećima u niskoj Zemljinoj orbiti, prijeteći budućim misijama svemirskih letjelica i robotike. Krhotine koje su veličine oko 1 milimetar imaju najveći rizik od prekida misija robotskih svemirskih letjelica u niskoj orbiti Zemlje.

Protusatelitsko oružje, internetski sateliti i privatno istraživanje svemira također doprinose svemirskom otpadu. Zemlje mogu koristiti projektile za uništavanje satelita, koji se zatim mogu raspasti na tisuće malih komadića. SAD i Sovjetski Savez testirali su protusatelitsko oružje 1960-ih i 1970-ih do sredine 1980-ih. Kina je koristila projektil da uništi stari satelit, koji je bio razbijen na više od 3500 dijelova otpada koji se mogu pratiti. Godine 2021. Rusija je bez upozorenja upotrijebila protusatelitsko oružje na vlastitom pokvarenom satelitu, ostavivši astronaute u zaklonu od velikih opasnosti na Međunarodnoj svemirskoj postaji.

Privatne tvrtke, uključujući Amazon i njegov projekt Kuiper, OneWeb Corporation i SpaceX-ov Starlink planiraju lansirati još tisuće satelita u svemir u narednim godinama. Projekti, nazvani mega konstelacije, povećali bi pristup internetu za milijarde ljudi, ali bi također stvorili više orbitalnog otpada.

Zatim, tu je sve veći interes za komercijalizaciju svemira i turizam kroz tvrtke kao što su SpaceX Elona Muska, Blue Origin Jeffa Bezosa i Virgin Orbit Richarda Bransona. Osim slanja više satelita za internetske usluge u svemir, tvrtke testiraju putničke letove u svemir. Sva ova testiranja i lansiranja više doprinose orbitalnom otpadu.

Svemirsko smeće koje su stvorili ljudi ulazi u Zemljinu orbitu i koncentrira se na dvije lokacije: Zemljina ekvatorijalna ravnina i niska Zemljina orbita. I aktivni sateliti, poput radijskih ili meteoroloških satelita, i mrtvi sateliti nalaze se u geostacionarnoj orbiti u ekvatorijalnoj ravnini oko 30 000 kilometara iznad površine planeta. Zatim, postoji još više smeća u niskoj Zemljinoj orbiti, na nadmorskoj visini od manje od 1.000 do 2.000 kilometara.

Svemirsko smeće, posebno objekti u niskoj Zemljinoj orbiti, predstavljaju rizik za svemirske letjelice, robotiku i astronaute za buduće misije i mogu imati globalne ekonomske učinke.

Jedan od najčešćih rizika svemirskog smeća su sudari sa satelitima, koji mogu biti oštećeni ili potpuno uništeni ako se sudare s čak i malim krhotinama. Mnogi sateliti koji se koriste za komunikaciju i promatranje Zemlje u opasnosti su od sudara sa svemirskim otpadom.

Svemirski otpad putuje nevjerojatno velikim brzinama, čineći udarce nevjerojatno opasnima. Svemirske letjelice moraju proći kroz nisku Zemljinu orbitu kako bi nastavile dalje u svemir, ali će posade morati planirati i manevrirati oko sve većeg broja objekata u niskoj Zemljinoj orbiti kako bi izbjegle sudare.

Godine 2020. Organizacija za ekonomsku suradnju i razvoj (OECD) objavila je prvo izvješće o ekonomskim učincima orbitalnog otpada. Prema istraživanju, troškovi zaštite satelita u geostacionarnoj orbiti čine 5% do 10% ukupnih troškova misije, što je oko 10 do 400 milijuna dolara za lansiranje samo jednog satelita. Sateliti u niskoj Zemljinoj orbiti imaju mnogo veće troškove zaštite.

Države i privatne tvrtke smišljaju inovativne načine za čišćenje orbitalnog otpada i smanjenje količine otpada koji se stvara. Međuagencijski odbor za koordinaciju svemirskog otpada (IADC) stvorio je smjernice za smanjenje količine otpada, uključujući pravilo od 25 godina, prema kojem objekte treba ukloniti iz orbite nakon tog vremenskog ograničenja.

UN je također izradio Smjernice za smanjenje svemirskog otpada, uključujući ograničavanje ispuštanja krhotina tijekom normalnih operacija svemirskih letjelica, izbjegavanje namjernog uništavanja orbitalnog otpada i minimiziranje nenamjernih raspada nakon misije do kojih može doći zbog ostatka goriva ili drugih izvora energije.

Izvan međunarodnih smjernica, zemlje također provode vlastite smjernice i propise kako bi smanjile i povratile svemirski otpad. U rujnu 2022. Američka savezna komisija za komunikacije (FCC) uvela je 5-godišnje ograničenje za nove satelite koje će se primjenjivati na američke operatere. Također u SAD-u, Ministarstvo obrane katalogizira orbitalni otpad radi praćenja, a NASA ima stroge sigurnosne smjernice i postupke za smanjenje rizika od sudara.

Sve više i više istraživača, vlada i tvrtki traže načine za čišćenje svemirskog zagađenja. Od mreža do magneta i lasera, postoji mnogo načina koji se razmatraju za uklanjanje svemirskog smeća. Postoje zapravo dva puta za budućnost svemirskog otpada: ili možemo početi skupljati otpad pomoću rješenja u rasponu od mreža i magneta do lasera, ili će se problem nastaviti i neke orbite učiniti neupotrebljivima. U konačnici, zemlje će morati raditi zajedno na provedbi smjernica i provedbi politika koje mogu pomoći u čišćenju postojećeg orbitalnog otpada i minimiziranju budućeg otpada.