Þann 10. febrúar á þessu ári skullu bandaríski gervihnötturinn Iridium 33 og rússneski gervihnötturinn Kosmos-2251 saman yfir Norður-Síberíu. Meira en 40 þúsund km hraði olli því að báðir gervihnettirnir nánast molnuðu sundur og nú eru mörg þúsund brot og smáagnir úr þeim á hraðferð kringum jörðina.

Þessi árekstur er sá fjórði sem skráður er úti í geimnum frá 1991 og Nicholas Johnson, sem er helsti sérfræðingur NASA á þessu sviði, býst við einum eða tveimur svipuðum árekstrum á næstu tíu árum. Nú má sjá greinileg merki þess að geimurinn umhverfis jörðina sé að fyllast, ekki aðeins af gervihnöttum, heldur líka af misstórum og smáum brakhlutum.

Eiginlega skyldi maður ætla að úti í geimnum sé heilmikið pláss og það er raunar út af fyrir sig rétt, en þarna gildir svipað og á jörðu niðri, þar sem sums staðar liggja hraðbrautir en annars staðar fáfarnar smágötur, að gervihnettirnir dreifast ekki jafnt. Nokkuð einfaldað má segja að umhverfis jörðina liggi tvær aðalbrautir þar sem gervihnöttum hefur verið raðað mjög þétt. Annars vegar er þetta pólabrautin í 800-1.000 km hæð – einmitt þar sem síðasti árekstur varð. Hins vegar er svo staðbrautin í 36.000 km hæð yfir miðbaug, þar sem eru gervihnettir stöðugt yfir sama stað á jörðinni. Þarna uppi eru nú mörg hundruð gervihnettir hringinn í kring um jörðina og hér hefur þegar þurft að koma á fót nokkurs konar umferðareftirliti, fyrst og fremst vegna gervihnatta sem menn hafa misst stjórn á og nú rekur stjórnlaust um þessa miklu umferðarbraut. Á síðustu mánuðum hafa menn þannig misst stjórn á tveimur stórum gervihnöttum, bandarískum hergæsluhnetti og svo fjarskiptahnetti. Það er líka talið nokkuð víst að einhverjir minni háttar árekstrar hafi þegar orðið á staðbrautinni.

Mönnuð för í lítilli hæð

Það er ekki að ástæðulausu sem flestir gervihnettir fara eftir svipuðum brautum. Í fyrsta lagi þarf ákveðna lágmarkshæð til að gervihnettirnir mæti ekki loftmótstöðu. Ef ætlunin er að láta gervihnött halda sér á ákveðinni braut í nokkur ár án þess að þurfa sífellt að eyða eldsneyti til að hækka flugið má brautin ekki vera neðar en í 300 km hæð. Þar eð geimgeislun er hér frekar lítil og auðvelt að ná þessari hæð, er þetta einmitt sú hæð sem oftast er valin fyrir mönnuð geimför. Alþjóðlega geimstöðin ISS er t.d. í 350 km hæð. Ef farið er hærra upp næst betra útsýni til jarðar. Í tæplega 1.000 km hæð er alltaf hægt að sjá yfir um 7% af yfirborði jarðar. Þetta hentar afar vel fyrir veður- og loftslagsmælingahnetti. Til að þessir hnettir nái að fylgjast með jörðinni allri, eru slíkir hnettir oftast settir á pólbraut. En þetta þýðir að hvernig sem brautir eru valdar, skerast þær alltaf yfir pólunum. Til að skýra þetta má ímynda sér brautirnar sem lengdarbauga í 1.000 km hæð.

Þegar komið er yfir 2 km hæð taka við öflugustu geislunarbelti jarðarinnar. Í þessari hæð eru gervihnettir yfirleitt ekki hafðir, enda bæði dýrt og erfitt að verja mælitækin fyrir geisluninni, sem að auki eyðileggur sólfangarana. Það er svo ekki fyrr en komið er upp í um 20.000 km hæð sem aftur má finna gervihnetti, en þeir eru þó ekki mjög margir. Hér eru leiðsöguhnettirnir og eftir því sem þeim fjölgar gæti hér myndast þriðja stóra umferðarsvæðið í geimnum.

Langstærsta umferðaræðin er staðbrautin í 36.000 km hæð yfir miðbaug. Í þessari hæð eru gervihnettir nákvæmlega 24 tíma að fara einn hring, en af því leiðir að frá jörðu séð haldast þeir alltaf á sama stað. Þessi braut er einkum notuð fyrir fjarskiptahnetti sem endurvarpa sjónvarps- eða útvarpssendingum, en auk þeirra eru allmargir veðurhnettir og hernaðarhnettir á þessari braut.

Lengd staðbrautarinnar er 265.000 km en gervihnettir eru misjafnlega þétt staðsettir. Einkum er mikið af gervihnöttum yfir miðhluta Afríku, enda næst þaðan vel yfir alla Evrópu. Alþjóðlega fjarskiptastofnunin ITU, hefur í mörg ár reynt að úthluta plássum á svæðinu eftir umsóknum, en oft hefur þurft til strangar samningaviðræður.

Gervihnettir sveiflast

Mestu erfiðleikarnir eru fólgnir í því að staðbrautin stendur ekki fyllilega undir nafni og gervihnettir haldast ekki nákvæmlega á réttum stað alveg af sjálfu sér. Þvert á móti þarf töluvert stýrieldsneyti til að gervihnettirnir nái að halda réttri stöðu. Nútíma gervihnettir hafa eldsneyti til 10-15 ára en að þeim tíma loknum þarf að ná þeim út úr staðbrautinni til að koma í veg fyrir að þeir rekist á aðra hnetti.

Einkum eru tvær ástæður fyrir þessum óstöðugleika. Annars vegar hafa bæði sól og tungl áhrif á gervihnettina og valda því að þeir sveiflast nokkuð til norðurs og suðurs. Væru þeir látnir afskiptalausir myndu þeir á 53 árum sveiflast milli þess að vera beint yfir miðbaug og brautar í 15 gráðu halla frá miðbaug. Hin ástæðan er sú að jörðin er fullkomlega kúlulaga og örlitlar breytingar í þyngdarsviðinu valda sveiflum til austurs og vesturs. Aðeins á tveimur stöðum ríkir fullkominn stöðugleiki; yfir Maldíveyjum á Indlandshafi og skammt frá Galapagoseyjum á Kyrrahafi. Kringum þessa stöðugu punkta myndu gervihnettir sveiflast til ef ekkert væri að gert. Það er einkum austur-vestur-hreyfingin sem er til vandræða, því á slíkri leið fer gervihnöttur framhjá mörgum öðrum með tilheyrandi hættu á árekstri.

Eitt af vandræðabörnunum er bandaríski gervihnötturinn DSP-23, sem er stór vöktunarhnöttur sem skotið var á loft í nóvember 2007. Þetta er tveggja tonna og tíu metra langt flykki sem ber stóran, innrauðan sjónauka og getur greint eldflaugaskot hvar sem er á sjónsviði sínu, sem er um þriðjungur jarðarkúlunnar í senn. Bandaríkjamenn eru ekki mjög yfirlýsingaglaðir varðandi hernaðarhnetti sína en á hinn bóginn eru til ýmsir vel færir áhugamenn sem nota sjónauka og útvarpsmóttökutæki til að fylgjast með því sem fram fer uppi í staðbrautinni. Einn þessara áhugamanna varð þess var haustið 2008 að DSP-23 hafði hætt sendingum og hnötturinn var tekinn að færast til austurs frá staðsetningu sinni yfir Gabon í Afríku. Jafnframt tóku að birtast sögusagnir í fagritum um vandræði með þennan gervihnött. Nú er vitað að hann er lagður af stað í hina hættulegu sveiflu kringum stöðuga punktinn yfir Maldíveyjum. Útreikningar sýna að hann muni sveiflast fram og til baka milli upprunastaðar síns yfir Afríku og ákveðins staðar skammt frá Nýju-Gíneu.

Hreyfingin er hæg, í upphafi aðeins um ein gráða á viku. Í hlutfalli við aðra gervihnetti rekur DSP-23 þannig um á ríflega 4 km hraða. Það er þannig ekki hætta á harkalegum árekstri en þessi gervihnöttur er stór og getur auðveldlega brotið loftnet eða sólfangara af öðrum gervihnetti. Hættan er veruleg, því á leið sinni mun DSP-23 fara framhjá stórum hópum annarra gervihnatta. Á 13° austur fór hann fram hjá „Hotbird Constellation“ sem er samstæða þriggja stórra fjarskiptahnatta. Og 4.400 km austar er svo „Astra-hópurinn“, sex gervihnettir sem ferðast þétt saman.

Bandaríkjamenn hafa að vonum áhyggjur af að glata hernaðarhnetti, en þeir sáu fyrir að vandamál af þessu tagi gætu komið upp og árið 2006 skutu þeir á loft tveimur svonefndum MiTex-gervihnöttum sem hvor um sig vegur 250 kg. Þessum gervihnöttum var komið fyrir í staðbrautinni, hvorum sínum megin hnattarins. Þeir eru búnir myndavélum sem í mikilli nálægð geta náð nákvæmum myndum af mögulegri sköddun á öðrum gervihnöttum. Í desember 2008 voru báðir þessir hnettir sendir af stað í átt að DSP-23. Þann 23. desember var annar þeirra, sem upphaflega var yfir Atlantshafi, kominn svo nærri DSP-23 að frá jörðu séð virtust hnettirnir hafa runnið saman í einn. Hinn MiTex-hnötturinn fór framhjá á gamlársdag.

Þar eð DSP-23 er hernaðargervihnöttur hefur ekkert verið gefið upp um hvað MiTex-hnettirnir kunna að hafa fundið, eða hvort þeir hafa yfirleitt fundið nokkra ástæðu þessarar skyndilegu bilunar. Aftur á móti hafa fréttir af MiTex-hnöttunum vakið athygli og hvorki Rússar né Kínverjar eru sérlega hrifnir af því að Bandaríkin skuli hafa slíka færanlega njósnahnetti í staðbrautinni, enda hafa þeir sjálfir sent þangað vöktunarhnetti sem þeir kæra sig ekkert um að Bandaríkjamenn geti skoðað allt of nálægt.

Gömlum hnöttum þarf að farga

Hvað sem MiTex-hnettirnir kunna að hafa uppgötvað er vafasamt að DSP-23 komist aftur í gagnið. Þeim örlögum deilir þessi gervihnöttur með 148 öðrum sem ýmist eru orðnir eldsneytislausir eða stjórnlausir af öðrum ástæðum. Þetta gildir t.d. um ASTRA 5A sem stórfyrirtækið SES í Lúxembúrg lenti í vandræðum með í janúar á þessu ári. Sá gervihnöttur lenti út úr stöðu sinni á 31,5 gráðum austur og er nú kominn í sams konar sveiflu og DSP-23. Hjá fyrirtækinu neyddust menn til að vara eigendur fjölmargra gervihnatta við og þeir þurfa nú að ákvarða hvort þeir þurfi að víkja hnöttum sínum undan.

Í sumum tilvikum er unnt að leysa vandann áður en senda þarf aðra gervihnetti á flótta. Um þetta er rússneski fjarskiptahnötturinn Express-AM11 ágætt dæmi. Í mars 2006 misstu menn að hluta til stjórn á honum, hugsanlega eftir minniháttar árekstur. En í þessu tilviki tókst að nýta síðasta eldsneytið til að koma hnettinum upp á eins konar geymslubraut nokkur hundruð kílómetrum fyrir ofan staðbrautina.

Það er reyndar einmitt ætlunin að allir gervihnettir á staðbrautinni endi ævidaga sína þarna uppi á svonefndri „grafarbraut“. Margir eigendur gervihnatta eiga þó erfitt með að hugsa sér að nota dýrmætt eldsneyti í þessa hinstu för.

Sú tregða kynni að eiga sér einhverja skýringu í því að atburðir sem verða í staðbrautinni vekja sjaldnast athygli fjölmiðla. Stríðsfyrirsagnaletrið er ekki dregið fram nema eitthvað gerist miklu nær jörðu, svo sem þegar Kínverjar eyðilögðu eigin veðurhnött, Fengyun 1C, í 865 km hæð árið 2007. Þá skutu þeir upp eldflaug sem einfaldlega hæfði gervihnöttinn. Þessi sýning á vopnbeitingu gegn gervihnöttum vakti mikla athygli, m.a. vegna þess að hún fór fram á einni af helstu ferðaleiðum geimsins. Einkum gagnrýndu Bandaríkjamenn Kínverja og sökuðu þá um að hefja geimvopnakapphlaup.

Við áreksturinn myndaðist líka mikill fjöldi brakhluta sem nú eru á ferð kringum jörðina – flestir í svo mikilli hæð að þeir munu ekki brenna upp í gufuhvolfinu næstu áratugina. Nú er fylgst með 2.378 brakhlutum sem eru stærri en 5 sm og gert er ráð fyrir að á ferð um geiminn séu meira en 150.000 brakhlutar stærri en 1 sm. Þetta þýðir að á tveimur árum hafa minna en 2% braksins brunnið upp í gufuhvolfinu en afgangurinn veldur hættu á pólbrautunum. Ástandið versnaði enn til muna eftir áreksturinn milli Iridium 33 og Kosmos-2251 og allt þetta geimrusl veldur verulegum vandræðum varðandi nýja gervihnetti, einkum veður- og loftslagshnetti.

Kínverjar eru reyndar ekki einir um að hafa prófað að beita vopnum á gervihnetti. Langflestar slíkar tilraunir hafa þó verið gerðar í nægilega lítilli hæð til að brakið brenni upp í gufuhvolfinu á skömmum tíma. Á þetta bentu Bandaríkjamenn sjálfir mjög ákaft, rúmu ári síðar, í febrúar 2008, þegar þeir skutu sjálfir niður njósnahnött sinn, USA-193, sem þeir höfðu misst stjórn á skömmu eftir geimskotið. Um borð var mikið af afar eitruðu eldflaugaeldsneyti, hydrazíni, sem mögulega hefði getað náð til jarðar. Þetta nýttu Bandaríkjamenn sér til að gera tilraun sem í rauninni var bein endurtekning á þeirri kínversku. En þeir sundruðu gervihnettinum í aðeins 240 km hæð og langmest af brakinu brann því upp í gufuhvolfinu eftir fáeina daga.

Fer sjálfkrafa versnandi

Þegar skaðinn af slíkum verkum er metinn þarf að hafa í huga að það er allt annað mál að skjóta niður gervihnött eða flugvél. Þótt gervihnötturinn eyðileggist verður afraksturinn sá að brak úr honum dreifist um brautina.

Þar með eykst hætta á dreifiáhrifum. Þegar nægilega mikið er orðið af geimrusli taka brotin að fjölga sér sjálf. Þegar brakhlutar skella saman, sundrast þeir í 10 eða jafnvel 100 smærri brakhluta. Enn skortir talsvert á að þessi dreifiáhrif valdi bráðri hættu. En verði ekki komið á einhverri skynsamlegu regluverki í þessum efnum gætu dreifiáhrifin gert að engu ferðir allra geimfara á þeim brautum sem mest eru notaðar.

Í jákvæða dálkinn má hins vegar færa þá staðreynd að forráðamönnum allra geimferðaþjóða ætti að vera orðið ljóst að hvers kyns geimstríð eru útilokuð. Vel má vera að einhverjum tækist að skjóta niður gervihnetti eða geimför óvinarins, en jafnframt eyðileggur það alveg eigin möguleika til að nýta geiminn.