ภัยจาก "ขยะอวกาศ" และวิธีกำจัด

เวลาใครพูดถึง “ขยะ” แทบทุกคนจะนึกถึงปฏิกูลของเน่าเสียที่ส่งกลิ่นเหม็น เพราะมีแก๊สพิษหลายชนิดที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ นอกจากจะสร้างมลพิษในอากาศแล้ว ขยะยังเป็นแหล่งเพาะพันธุ์ของโรคร้ายนานาชนิดด้วย และยังเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้น้ำท่วมเมือง เพราะขยะปริมาณมากได้เข้าไปอุดตันท่อระบายน้ำ ดังนั้นเมื่อจำนวนประชากรในแต่ละพื้นที่มักจะเพิ่มเมื่อเวลาผ่านไป ปริมาณขยะที่จะต้องถูกกำจัดจึงมักจะเพิ่มตาม ปัญหาขยะภัยจึงนับวันจะเพิ่มมากขึ้น (ถ้าไม่มีทางแก้ไข) และปัญหานี้จะมีอยู่อีกนาน เพราะเหตุว่าปัญหาที่เกิด ส่วนใหญ่มาจากฝีมือมนุษย์ และจะเกิดในระบบนิเวศทั้งในดิน (ที่เกิดจากปฏิกูลและปุ๋ย) ในน้ำ (ของเสียและสารเคมี) รวมถึงในอากาศ (ควันไฟ ไอเสียจากท่อรถยนต์ และฝุ่น PM2.5)

ครั้นถึงยุคปัจจุบัน โลกของเรากำลังเผชิญขยะอีกรูปแบบหนึ่ง คือ ขยะอิเล็กทรอนิกส์ อันได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้าเสีย ๆ รวมถึงทีวี ตู้เย็น แอร์ เตารีด พัดลม สายไฟ เครื่องคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือที่หมดอายุ และพลาสติกที่ถูกทิ้งลงทะเล จนเป็นอันตรายต่อบรรดาสิ่งมีชีวิตทั้งหลายในทะเลด้วย เพราะของเสียเหล่านี้ย่อยสลายไม่ได้โดยง่าย ดังนั้นมันจึงสามารถคุกคามสุขภาพของทุกชีวิตไปได้อีก เป็นเวลานาน


เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม ปี 1957 คือเมื่อ 65 ปีก่อน มนุษย์ได้ประสบความสำเร็จอีกด้านหนึ่ง คือ ในการสร้างขยะในอวกาศที่อยู่เหนือผิวโลก ด้วยการปล่อยดาวเทียมดวงแรกขึ้นไปโคจรรอบโลกที่ระยะสูง 800 กิโลเมตร โดยใช้เวลานาน 95 นาที ดาวเทียมดวงนี้ชื่อ Sputnik มีความเร็ว 8 กิโลเมตร/วินาที ตัวดาวเทียมทำด้วยโลหะ มีขนาดใหญ่เท่าลูกฟุตบอล มีสายอากาศเป็นเส้นยาวยื่นออกมาที่ผิว ภายในดาวเทียมมีเครื่องส่งคลื่นวิทยุ 2 เครื่อง ตัวดาวเทียมที่หนัก 84 กิโลกรัมนี้ ได้ทำให้บรรดาพันธมิตรตะวันตกพากันตกใจหวาดผวา เพราะรู้ว่าจรวดที่ใช้ส่งดาวเทียมจะต้องมีพลังในการขับดันมากในระดับที่ฝ่ายตะวันตกก็ยังไม่มี 

แม้ Sputnik จะมิได้พบองค์ความรู้ใหม่ทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ แต่มันก็ได้บุกเบิกวิทยาการด้านการสำรวจระยะไกล (remote sensing) เป็นครั้งแรก เพราะหลังจากนั้นโลกก็ได้ส่งดาวเทียมขึ้นโคจรในอวกาศเป็นจำนวนมาก โดยให้ดาวเทียมบางดวงอยู่เหนือโลกที่ตำแหน่งเดียวตลอดเวลา คือ โคจรไปรอบโลกด้วยความเร็วเท่าความเร็วในการหมุนรอบตัวเองของโลกพอดี ดาวเทียมประเภท geostationary นี้ จึงเป็นดาวเทียมสื่อสารที่รับสัญญาณคลื่นวิทยุจากสถานีหนึ่งบนโลก แล้วสะท้อนคลื่นส่งต่อไปยังอีกสถานีหนึ่งที่อยู่ไกลได้ โดยไม่ถูกความโค้งของผิวโลกปิดกั้นหรือบดบัง นอกจากนี้ก็มีดาวเทียม Meteosat ซึ่งทำหน้าที่บันทึกข้อมูลบรรยากาศที่จำเป็นต้องใช้สำหรับการพยากรณ์อากาศ ดาวเทียม Landsat มีหน้าที่ถ่ายภาพเชิงภูมิศาสตร์ของป่าไม้ และสำรวจไฟป่าที่กำลังลุกลามในลุ่มแม่น้ำ Amazon ควบคุมการลอบตัดไม้ทำลายป่าทั่วโลก รวมถึงทำหน้าที่ช่วยเกษตรกรในการกำหนดเวลาเพาะปลูกพืช และช่วยเจ้าหน้าที่ในการตรวจสอบว่าเกษตรกรได้ปลูกพืชตรงตามชนิดที่ได้แจ้งไว้เป็นทางการหรือไม่


ดาวเทียมยังถูกใช้ในการสอดแนมข้าศึกด้วย เช่น ใช้ดูการเคลื่อนย้ายกำลังพลในกองทัพ อันได้แก่ ทหาร รถถัง จรวด วิเคราะห์พลังระเบิดของระเบิดปรมาณู สำรวจดูการเปลี่ยนแปลงด้านปริมาตรและการเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็ง (glacier) ทำนายการเปลี่ยนแปลงการไหลของสายน้ำ ค้นหาโบราณสถานที่ถูกฝังจมลึกอยู่ใต้ดิน และศึกษาการอพยพอย่างขนานใหญ่ของสัตว์ เป็นต้น

เทคโนโลยีดาวเทียมจึงได้ก้าวเข้ามาเป็นวิทยาการยุคใหม่ ให้นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการเก็บข้อมูลของสิ่งต่าง ๆ บนโลก เพื่อให้รู้ว่า โลกของเรากำลังเปลี่ยนแปลงอย่างไร และรวดเร็วเพียงใด

เมื่อดาวเทียมมีประโยชน์มากมหาศาลเช่นนี้ ชาติหลายชาติ เช่น สหรัฐอเมริกา อังกฤษ จีน ฝรั่งเศส รัสเซีย อินเดีย ญี่ปุ่น เยอรมนี ฯลฯ จึงได้ส่งดาวเทียมจำนวนมากมายขึ้นโคจรในอวกาศ เพื่อให้ทำหน้าที่ต่าง ๆ กัน ทั้งที่เป็นความลับและที่เปิดเผย นับจนถึงปัจจุบัน เราก็จะเห็นได้ว่าจากดาวเทียมธรรมดาในอดีต ดาวเทียมอนาคตก็ได้พัฒนาไปจนถึงระดับที่มีเครือข่ายดาวเทียม และสถานีอวกาศแล้ว

แม้ดาวเทียมจะมีประโยชน์มากสักเพียงใด ปัญหาที่กำลังเกิดตามมาก็มีมากไม่แพ้กัน เพราะเมื่อดาวเทียมเหล่านี้หมดสภาพในการทำงาน มันก็ยังโคจรอยู่ในอวกาศรอบโลกต่อไป ในสภาพขยะที่เป็นที่มีขนาดใหญ่ตั้งแต่ 1 ถึง 10 เซนติเมตร และมีในปริมาณมาก จนปัจจุบันอาจจะมากถึง 200,000 ชิ้น ขยะเหล่านี้ถือกำเนิดจากหลายแหล่ง เช่น เป็นชิ้นส่วนที่เกิดจากการชนกันระหว่างดาวเทียม หรือเกิดจากการปะทะกันระหว่างก้อนอุกกาบาตขนาดเล็กกับดาวเทียม หรือเป็นชิ้นส่วนของจรวดนำขึ้นที่แตกสลาย หลังจากที่ได้ปล่อยดาวเทียมเข้าสู่วงโจรแล้ว และขยะอีกหลายส่วนมาจากนอกโลก เช่น ฝุ่นอวกาศ และก้อนอุกกาบาตขนาดจิ๋ว เป็นต้น


ผู้เชี่ยวชาญด้านนิเวศวิทยาของอวกาศได้เคยรายงานเมื่อปี 2018 ว่า โลกเรามีวัตถุกว่า 200,000 ชิ้น ที่กำลังโคจรรอบโลก คือ ได้เพิ่มจากปี 2017 ถึง 1,800 ชิ้น และในปี 2021 องค์การสำรวจอวกาศของสหรัฐฯ (NASA) ได้รายงานว่า โลกมีขยะอวกาศที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 เซนติเมตร เป็นจำนวนกว่า 15,000 ชิ้น และที่มีขนาดเล็กกว่า 1 เซนติเมตร ก็อาจจะมีมากถึงล้าน ๆ ชิ้น


การมีขยะในปริมาณมากเช่นนี้ ได้ทำให้ผู้สันทัดกรณีเรื่องขยะอวกาศ จัดแบ่งประเภทของขยะเป็นสามกลุ่มตามระยะความสูงที่ขยะโคจรอยู่เหนือผิวโลก คือ 

กลุ่มแรก Low Earth Orbit (LEO) ซึ่งได้แก่ พวกที่อยู่สูงไม่เกิน 2,000 กิโลเมตร

กลุ่มที่สอง คือ Medium Earth orbit (MEO) คือ พวกที่โคจรอยู่ที่ระยะสูงตั้งแต่ 2,000-35,000 กิโลเมตร

กลุ่มที่สาม คือ Geostationary Orbits (GEO) ซึ่งเป็นบริเวณที่ดาวเทียมสื่อสารและดาวเทียมพยากรณ์อากาศอยู่

เพราะขยะอวกาศเหล่านี้ มักมีชีวิต คือ ลอยอยู่ในวงโคจรได้นานหลายปี ดังนั้นมันจึงเป็นอุปสรรคขัดขวางวิถีโคจรของยานและดาวเทียม เพราะถ้าดาวเทียมชนกัน ดาวเทียมทั้งคู่ก็อาจจะแตกดับ และค่าความสูญเสียก็จะมากมหาศาล ดังเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในปี 1997 เมื่อจรวด Ariane 4 ของฝรั่งเศส หลังจากที่ได้นำดาวเทียม Cerise ขึ้นโคจรในอวกาศแล้ว จรวดได้ระเบิด และชิ้นส่วนของจรวดหลายชิ้นได้พุ่งชนดาวเทียม Cerise ทำให้วิถีโคจรของ Cerise เปลี่ยนไปจากที่กำหนดไว้เดิม ความเสียหายที่เกิดขึ้นอาจจะต้องตัดสินกันที่ศาลโลก ถ้าจรวดกับดาวเทียมนั้นเป็นสมบัติของคนละชาติกัน แต่นี่โชคดีที่เป็นของชาติเดียวกัน ความเสียหายจึงเป็นที่ตกลงกันได้ ปัญหาจะเกิดตามมาอย่างแน่นอน ถ้าการชนที่เกิดขึ้น เป็นกรณีระหว่างชิ้นส่วนที่มาจากคนละชาติกัน เพราะเป็นเรื่องยากที่จะตัดสินว่า ใครชนใคร ชนอย่างตั้งใจหรือเป็นอุบัติเหตุ เพราะซากขยะมีเป็นจำนวนมาก ดังนั้นการติดตามดูขยะทุกชิ้น จึงเป็นเรื่องที่ต้องลงทุนสูง และต้องใช้เวลาในการติดตามดูนาน เพื่อประเมินโอกาสชนกัน ดังเช่นที่ระยะสูง 600 กิโลเมตรเหนือพื้นดิน ซากยานอวกาศจะโคจรอยู่ได้นานหลายปี และที่ระยะสูงเกิน 1,000 กิโลเมตรขึ้นไป ซากของยานอาจจะโคจรอยู่ได้นานต่อไปเป็นศตวรรษ สถิติ ณ วันนี้ของชาติที่สร้างขยะอวกาศได้ปริมาณมากที่สุด คือ ชาติจีน


สำหรับวิธีทำลายขยะอวกาศนั้น ก็มีนักเทคโนโลยีคนที่คิดทำลายโดยใช้หลายวิธี เช่น ใช้วิธียิงแสงเลเซอร์ความเข้มสูงจากพื้นดินไปเผาขยะอวกาศ แต่โครงการนี้ต้องใช้เงินงบประมาณมาก หรือใช้ปืนเลเซอร์ที่ติดตั้งในสถานีอวกาศยิงขยะ ซึ่งจะทำให้มันเคลื่อนที่ช้าลง และโคจรต่ำลง ๆ จนถูกเผาไหม้ในบรรยากาศโลกในที่สุด

ในการใช้กล้องโทรทรรศน์ค้นหาขยะอวกาศนั้น สามารถกระทำได้โดยการศึกษาแสงอาทิตย์ที่กระทบขยะแล้วสะท้อนออกมา เพราะแสงสะท้อนจะสว่างตัดกับความมืดมิดของห้วงอวกาศ ดังนั้น “คนเก็บขยะ” ก็สามารถเห็นขยะได้ง่าย และเมื่อใดที่กล้องโทรทรรศน์ตรวจพบชิ้นส่วนที่ต้องการจะทำลายแล้ว คนเก็บขยะก็จะเล็งลำแสงเลเซอร์ แล้วเพิ่มความเข้มของแสงให้พุ่งตรงไปที่ชิ้นส่วนของขยะ ซึ่งเป็นเป้า

แต่วิธีนี้ก็ติดขัดกับกฎหมายข้อบังคับระหว่างประเทศ เช่นว่า คนเก็บขยะควรจะบอกเจ้าของขยะ เพื่อขออนุญาตในการยิงทำลายหรือไม่ และใครในโลกสามารถจะบอกได้อย่างมั่นใจว่า ชิ้นขยะที่เห็นนั้น เกิดจากฝีมือใคร และเป็นของใคร

ในขณะที่ปัญหาอวกาศกำลังเพิ่มทวีคูณ แต่ในภาพรวมปัญหาก็ยังไม่ถึงระดับวิกฤต ด้วยเหตุนี้บรรดาชาติที่ใช้ประโยชน์ด้านอวกาศ และสร้างขยะอวกาศจึงได้เสนอความเห็นให้คนรุ่นหลังที่ออกแบบสร้างดาวเทียมว่า ให้มีเชื้อเพลิงบรรจุอยู่ภายในดาวเทียมด้วย เพื่อเวลาดาวเทียมหมดสภาพ ศูนย์บังคับการของดาวเทียมก็จะให้ดาวเทียมดวงนั้นระเบิดตัวเอง หรือไม่ก็บังคับให้ดาวเทียมพุ่งตัวลงเพื่อให้เสียดสีกับชั้นบรรยากาศจนสลายกลายเป็นจุณไป


วิธีนี้ใช้ได้ดีกับขยะขนาดเล็ก แต่ถ้าเป็นขยะที่มีขนาดใหญ่ การเสียดสีกับบรรยากาศโลกจนเป็นฝุ่นผงจะทำได้ไม่สมบูรณ์ ดังนั้น โอกาสที่คนบนโลกจะเป็นอันตรายก็ยังมีอยู่ต่อไป ดังในกรณีจรวด Long March 5B (ชื่อในภาษาจีนว่า Changzheng 5) ที่เผาไหม้เชื้อเพลิงจนหมดสิ้นแล้ว และเป็นจรวดที่สถาบัน China Academy of Launch Vehicle Technology (CALT) สร้าง เพื่อให้ไปโคจรที่ระยะสูง 200-400 กิโลเมตรเหนือโลก เมื่อเสร็จสิ้นภารกิจ จรวดที่หนัก 14,000 กิโลกรัมนี้ก็ได้ตกลงทะเลนอกประเทศฟิลิปปินส์ เมื่อเวลา 23.53 นาฬิกาของวันที่ 30 กรกฎาคม ปี 2022 ข่าวการตกของจรวด Long March 5B ได้สร้างความตื่นตระหนกให้แก่ประชากรที่ตั้งถิ่นฐานอยู่ใต้วิถีโคจรของยานมาก และทุกคนรู้สึกโล่งใจที่ทุกคนปลอดภัย

และเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคมของปี 2018 ขณะยานอวกาศ CryoSat-2 กำลังโคจรเหนือผิวโลกที่ระยะสูง 700 กิโลเมตร เจ้าหน้าที่ควบคุมยานในสังกัดขององค์การ European Space Agency (ESA) เมื่อตระหนักว่าตนกำลังเห็นขยะอวกาศชิ้นหนึ่งกำลังมุ่งตรงจะชนยานอวกาศที่มีมูลค่า 162 ล้านเหรียญ ยานนี้มีหน้าที่สำรวจสถานภาพของมวลน้ำแข็งบนโลก (ทั้งธารน้ำแข็งและภูเขาน้ำแข็ง) ซึ่งถ้าชนจะทำให้ยานอวกาศเสียหายมากจนทำงานต่อไปไม่ได้ เจ้าหน้าที่ควบคุมจึงบังคับให้อุปกรณ์ในยาน CryoSat-2 นำยานขึ้นที่สูง เพื่อความปลอดภัยในวันที่ 9 กรกฎาคมของปีเดียวกัน (คือในอีก 1 สัปดาห์ต่อมา) และอีก 50 นาทีต่อมา ขยะอวกาศก็ได้พุ่งผ่านยานไปด้วยความเร็ว 4.1 กิโลเมตร/วินาที

นี่เป็นเหตุการณ์หนึ่งที่กำลังเกิดขึ้นในอวกาศเหนือโลกตลอดเวลา เพราะเหตุว่าขยะอวกาศมีปริมาณมากขึ้น ๆ ทุกปี เช่น ในปี 2017 องค์การทหาร บริษัทเอกชนและรัฐบาล ได้ยิงจรวดนำดาวเทียมขึ้นท้องฟ้าเป็นจำนวนกว่า 400 ดวง ซึ่งนับว่ามากกว่าจำนวนดาวเทียมที่ถูกนำขึ้นในช่วงปี 2000-2010 ถึง 4 เท่า ณ วันนี้ บริษัท Boeing, OneWeb และ SpaceX ก็มีโครงการนำดาวเทียมขึ้นท้องฟ้าอีกนับ 1,000 ดวง และความแออัดกับความยากลำบากในการควบคุม หรือติดตามวิถีโคจรของดาวเทียมแต่ละดวงให้ปลอดภัยจากการถูกขยะอวกาศชน จึงเป็นปัญหาใหญ่ ซึ่งจะทำให้เกิดความหายนะในดาวเทียมบางดวงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เช่น ในวันที่ 10 กุมภาพันธ์ ปี 2009 ดาวเทียม Iridium 33 ของสหรัฐฯ กับดาวเทียมของรัสเซียชื่อ Kosmos-2251 ที่หนัก 560 กิโลกรัม และ 960 กิโลกรัมตามลำดับ ซึ่งกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 11,700 เมตร/วินาที ที่ระยะสูง 789 กิโลเมตรเหนือไซบีเรีย ดาวเทียม Iridium 33 นั้น เป็นดาวเทียมสื่อสารที่ยังทำงานอยู่ แต่ Kosmos-2251 เป็นดาวเทียมซึ่งหมดสภาพแล้ว ผลของการชนในครั้งนั้น ได้สร้างขยะอวกาศเป็นเศษวัตถุชิ้นเล็กชิ้นน้อยจำนวนมากกว่า 20,000 ชิ้น ทั้ง ๆ การคำนวณได้ระบุว่า เหตุการณ์ชนจะไม่เกิดขึ้น เพราะดาวเทียมทั้งสองดวงจะอยู่ใกล้สุดที่ระยะห่าง 584 เมตร และหลังจากการชนแล้วสะเก็ดชิ้นส่วนของ Kosmos-2251 นั้นได้พุ่งผ่านสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station, ISS) ที่ระยะห่าง 120 เมตรเท่านั้นเอง


ความกังวลเรื่องขยะภัยได้เกิดขึ้นเป็นครั้งแรกตั้งแต่เมื่อ 60 ปีก่อน เมื่อทุกคนตระหนักได้ว่าในอวกาศมีดาวเทียมเป็นจำนวนมากขึ้นทุกๆ ปี องค์การอวกาศจึงได้เริ่มสนใจจะหาวิธีแก้ปัญหานี้ โดยใช้วิธีการต่าง ๆ กัน เช่น พยายามหาวิธีที่จะรู้ตำแหน่งที่แน่นอน และวิถีโคจรของดาวเทียมแต่ละดวงว่าอยู่ ณ ที่ใด และเคลื่อนที่ในทิศใด รวมถึงต้องการจะรู้อีกด้วยว่า ในวงโคจรดังกล่าว มีวัตถุแปลกปลอมอะไรอยู่บ้าง บางคนก็พยายามจะหาวิธีที่จะรู้ว่า ขยะอวกาศแต่ละชิ้น มีรูปทรงและขนาดใหญ่เพียงใด เพื่อจะได้จัดการหาวิธีหลบหลีกได้ถูก และถ้าดาวเทียมถูกวัตถุชิ้นนั้นพุ่งชน ความเสียหายที่เกิดขึ้นจะมากมายเพียงใด รวมถึงต้องการจะรู้อีกด้วยว่า หลังจากที่ดาวเทียมหมดสภาพแล้ว ศูนย์ควบคุมจะบังคับให้ดาวเทียมดวงนั้นทำลายตัวมันเองอย่างไร โดยรวดเร็วที่สุด เพื่อให้อวกาศสะอาดที่สุด

สำหรับยานอวกาศขนาดใหญ่ที่ถูกขยะอวกาศพุ่งชน ซากที่เกิดหลังการชนจะมีจำนวนชิ้นมากมาย จนทำให้บริเวณใกล้เคียงไม่ปลอดภัยสำหรับดาวเทียมดวงอื่นๆ ที่โคจรอยู่ใกล้ๆ ได้ นี่ก็เป็นปัญหาใหญ่ที่จำเป็นต้องมีการป้องกันไม่ให้บังเกิด

เมื่อ 60 ปีก่อน กระทรวงกลาโหมของสหรัฐฯ ได้ส่งวัสดุรูปเข็มขนาดเล็กจำนวนล้านชิ้นขึ้นสู่วงโคจรรอบโลก เพื่อให้ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ช่วยในการสื่อสารทางไกลด้วยคลื่นวิทยุ โดยสะท้อนคลื่นวิทยุที่สถานีจากพื้นโลกส่งไปกระทบ เพื่อไปสู่อีกสถานีหนึ่ง และทำได้สำเร็จ แต่อีก 3 ปีต่อมา เข็มทั้งหลายได้เริ่มแยกตัวจากวงโคจร เพราะแรงโมถ่วงของโลก เหตุการณ์นี้ได้สร้างความกังวลให้แก่ทุกคน ที่ต้องการจะให้อวกาศเป็นสถานที่สื่อสารอย่างไร้สิ่งแปลกปลอม ดังนั้นโครงการนี้จึงได้ล้มเลิกไป


ณ วันนี้ กระทรวงกลาโหมของสหรัฐฯ ซึ่งมีหน้าที่เตือนภัยที่จะเกิดจากการชนของวัตถุในอวกาศทุกวัน โดยใช้สถานีเรดาร์บนเกาะ Kwajalein ในมหาสมุทรแปซิฟิก เป็นแหล่งวิเคราะห์เหตุการณ์ เพราะสถานีนี้มีความสามารถในการติดตามวิถีโคจรของวัตถุทุกชนิดที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 เซนติเมตร และอยู่ในวงโคจรต่ำ (LEO) ด้านองค์การนานาชาติ เรื่องขยะอวกาศ Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) ก็ได้เสนอกฎเกณฑ์ที่จะทำให้อวกาศเป็นบริเวณสะอาด ด้วยการทำให้ดาวเทียมทุกดวง เมื่อหมดสภาพ จะต้องทำลายตัวเอง ด้วยการเผาไหม้ในบรรยากาศโลก ภายในเวลา 25 ปี (กฎบังคับนี้มีชาติที่ปฏิบัติตามเพียง 50%)

ความก้าวหน้าในการกำจัดภัยที่เกิดจากขยะอวกาศขึ้นอยู่กับการรู้ตำแหน่งของขยะทุกชิ้นอย่างละเอียดตลอดเวลา ซึ่งก็เป็นเรื่องยากยิ่งกว่าการควบคุมการจราจรทางอากาศของเครื่องบินตามสนามบิน ซึ่งเจ้าหน้าที่ควบคุมที่สนามบินจะรู้ตำแหน่งของเครื่องบินอย่างละเอียด คือ ผิดพลาดไม่เกิน 1 เมตร แต่ในกรณีของขยะอวกาศนั้น ไม่มีใครรู้จำนวนขยะที่แท้จริง และข้อมูลที่รู้นั้นก็มีความไม่แน่นอนอยู่ด้วย ดังนั้นความเชื่อถือก็ยิ่งมีน้อยลงไปอีก และเมื่อทุกชาติต่างก็มีหน่วยวิเคราะห์ข้อมูลเรื่องนี้ ที่ทำงานเป็นอิสระจากกัน ผลก็ปรากฏว่า ข้อมูลขยะอวกาศชิ้นเดียวกันมักจะไม่ตรงกัน ด้วยเหตุนี้ใครจะเชื่อข้อมูลของใคร จึงเป็นปัญหาใหญ่ ที่ทำให้ยากต่อการตัดสินใจ (ชาติมหาอำนาจที่เชี่ยวชาญเรื่องนี้ คือ อเมริกา รัสเซีย และจีน ดังนั้นถ้าพิจารณาจากสถานการณ์ในปัจจุบัน ความไว้วางใจในข้อมูลของกันและกัน จึงแทบไม่มี)

ในปี 2018 สถิติการสำรวจขยะอวกาศได้แสดงให้เห็นว่า 95% ของขยะที่กำลังโคจรเป็นดาวเทียมที่หมดสภาพ ทางกองทัพอวกาศของสหรัฐฯ ได้พยายามหารายละเอียดของขยะอวกาศว่า กำลังหมุนเป็นพัลวัน หรือลอยนิ่ง (ซึ่งถ้าหมุนก็แสดงว่า ดาวเทียมไม่ทำงานแล้ว) โดยการดูแสงอาทิตย์ที่สะท้อนจากขยะ และยังได้พยายามสร้าง algorithm ที่สามารถบอกลักษณะต่าง ๆ ของขยะได้อย่างรวดเร็วด้วย เพราะถ้ารู้ถูกต้องและรู้เร็ว การกำจัดหรือการลดภัยที่จะเกิดขึ้นก็จะเป็นไปได้มาก

ในส่วนของวิธีกำจัดนั้น นักวิชาการบางคนได้เสนอให้ใช้แม่เหล็กขนาดใหญ่ที่สามารถดึงดูดขยะในอวกาศได้ หรือใช้เลเซอร์ยิงขยะให้เบนออกไปจากวงโคจรเดิม หรือบังคับดาวเทียมให้ฆ่าตัวตาย โดยการพุ่งลงเสียดสีกับบรรยากาศโลก แต่วิธีทั้งหมดดังที่กล่าวมานี้เป็นไปได้ยาก เพราะขยะมีปริมาณมาก บางคนยังเสนอให้ใช้ปรากฏการณ์ orbital resonance ที่อาศัยแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์กับดวงอาทิตย์กระตุ้นให้ยานอวกาศที่หมดสภาพกระเด็นหลุดจากวงโคจรไป ดังในกรณีกล้องโทรทรรศน์อวกาศ INTEGRAL γ-ray ซึ่งถูกปล่อยขึ้นอวกาศในปี 2002 และในปี 2015 องค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้บังคับให้กล้องเปลี่ยนวงโคจร โดยอาศัยแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์ดึงดูดให้กล้องพุ่งลงทำลายตัวเองในบรรยากาศโลกในปี 2029 แทนที่จะให้ถูกทำลายในปี 2039

แผนการที่จะช่วยกำหนดอายุของขยะภัยยังมีอีกหลายรูปแบบ เช่น ในการประชุมที่ Pasadena รัฐ California เมื่อเดือนกรกฎาคม ปี 2018 A. Rosengren แห่งมหาวิทยาลัย California ที่ San Diego ได้พบว่า การเปลี่ยนเวลาที่ยิงจรวดนำดาวเทียมขึ้นอวกาศ แม้แต่เพียง 15 นาที ก็สามารถทำให้เวลาที่ดาวเทียมลอยอยู่ได้นานขึ้นหรือสั้นลงได้ ดังนั้นการรู้เวลาที่เหมาะสมในการยิงจรวดนำดาวเทียม จึงเป็นเรื่องสำคัญอีกเรื่องหนึ่งที่สามารถใช้ในการจำกัดจำนวนขยะในอวกาศ

เมื่อขยะอวกาศมีเป็นจำนวนมากเช่นนี้ จึงเป็นเรื่องไม่น่าประหลาดใจที่หน่วยควบคุมการจราจรของขยะจะต้องปรับวิถีโคจรของยานอวกาศและดาวเทียมบ่อยเพื่อความปลอดภัย ดังเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นกับดาวเทียม Sentinel-3B ทั้ง ๆ ที่เพิ่งถูกส่งขึ้นโคจรในอวกาศได้เพียง 4 เดือนก็ต้องปรับวงโคจรแล้ว อีกวิธีหนึ่งที่จะใช้ในการควบคุมความปลอดภัย คือ บริษัท ClearSpace จะใช้แขนกลจับชิ้นส่วนของจรวด Vespa ในปี 2025

อันตรายของขยะอวกาศต่อโลก คือ ทำให้คุณภาพของบรรยากาศรอบโลกเสียหาย เพราะมีมลวัตถุขนาดเล็กที่เกิดจากการเสียดสีระหว่างขยะอวกาศกับบรรยากาศของโลก และมลวัตถุเหล่านี้ยังทำให้การขึ้นไปสำรวจอวกาศของมนุษย์มีปัญหา

สำหรับอันตรายที่จะเกิดต่อมนุษย์โดยตรง เนื่องจากการตกของขยะอวกาศนั้น ประวัติศาสตร์ได้รายงานว่า มีคน ๆ หนึ่งชื่อ Lotte Williams แห่งเมือง Tulsa ในสหรัฐอเมริกา ได้ถูกชิ้นส่วนของจรวด Delta 2 ตกกระทบ เมื่อปี 1997 แต่ไม่เป็นอันตรายใด ๆ และเขาเป็นบุคคลเดียวในโลกที่ถูกขยะอวกาศชน ดังนั้นโอกาสที่คนบนโลกจะถูกขยะอวกาศทำร้าย จึงมีค่า 1 ใน ล้านล้านครับ

อ่านเพิ่มเติมจาก “Risks from Orbital Debris and Space Situational Awareness” โดย J.-C. Liou ใน IAA Conference on Space Situational Awareness Washington DC, January 14-16, 2020


ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิต สำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย

อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์