Satelit pao u Indijski ocean a nitko nije bio dužan najaviti gdje će pasti

Satelit koji je 1972. lansiran prema Veneri pao je 10. svibnja 2025. u Indijski ocean zapadno od Jakarte, nakon 53 godine u orbiti — i to je najmanje važan dio priče.

Riječ je o Cosmosu-482, sovjetskoj letjelici koju je gornji stupanj rakete ostavio zarobljenu u Zemljinoj orbiti. Roskosmos je nakon pada izvijestio da je letjelica završila u moru, ali pitanje koje se nameće nije gdje je pala, nego koliko su agencije koje su taj pad najavljivale zapravo znale.

Brojke govore same. Na kraju 2025. u niskoj orbiti bilo je 25.060 katalogiziranih objekata, gotovo dvostruko više nego desetljeće prije, prema podacima Europske svemirske agencije. Svaki od tih komada jednog će dana pasti — bez kontrole, bilo gdje na planetu.

Zato je pitanje točnosti predviđanja postalo pitanje sigurnosti, a ne akademske vježbe. Objekt pri kraju života u orbiti još leti oko 7,8 kilometara u sekundi. Pogreška od jedne minute u vremenu pada pomiče mjesto pada za oko 460 kilometara duž putanje. Pogreška od jednog sata — za 28.000 kilometara, dvije trećine puta oko Zemlje.

Sunce diše, atmosfera se širi

Ono što te objekte ruši jest otpor zraka, kočenje u rijetkoj atmosferi na visini. Kad je Sunce aktivno, zagrijava gornju atmosferu, ona se širi, zrak na određenoj visini postaje gušći i niske orbite brže propadaju. Sunčeva aktivnost raste i pada u ciklusu od oko 11 godina, a sva tri pada koja su istraživači obradili dogodila su se u nedavnim aktivnim godinama, između 2023. i 2025.

Koliko jako zrak koči objekt, mjeri se njegovim balističkim koeficijentom: koeficijent otpora puta presjek, podijeljeno masom. Kompaktna kugla pokazuje zraku isto lice sa svake strane. Rotirajući stupanj rakete ili satelit sa širokim solarnim panelima pokazuje mu svaki čas drugo lice. A u posljednjim danima, kad kočenje najbrže raste, svježih podataka o praćenju često nema.

Uobičajeno pojednostavljenje drži koeficijent fiksnim, na vrijednosti procijenjenoj iz starih podataka. Istraživački tim predvođen M. Khawarizom Andaristiyanom iz indonezijske nacionalne agencije za istraživanje i inovacije (BRIN), s Affiani Machmudah i Wahyudijem Hasbijem iz istog centra te Ridantom Ekom Poetrom s Instituta Teknologi Bandung, umjesto toga je spojio neuronsku mrežu sa zakonima orbitalnog gibanja.

Rezultati su objavljeni u časopisu Acta Astronautica. Za Cosmos-482 model je dao 06:22 UTC, s odstupanjem od 11,4 minute, dok je stvarno vrijeme bilo 06:24. Za NASA-in teleskop NEOWISE predvidio je 00:54, s odstupanjem od 7,8 minuta, a stvarno vrijeme bilo je 00:49. Za stupanj kineske rakete Long March 4B predvidio je 22:45, s odstupanjem od 13,2 minute, dok su ostaci viđeni nad Španjolskom između 22:33 i 22:36.

Igra od nekoliko minuta

Ta odstupanja zvuče malo. Nisu. Trinaest minuta pogreške znači tisuće kilometara pomaka u mjestu pada — dovoljno da objekt promaši ocean i padne na kopno, ili obrnuto.

Pitanje koje se pritom ne postavlja dovoljno glasno: tko uopće snosi odgovornost kad komad nečijeg svemirskog programa padne na tuđi teritorij? Konvencija o svemirskoj odgovornosti iz 1972. — iste godine kad je Cosmos-482 lansiran — teret štete stavlja na državu lansiranja. Ali ona ne propisuje nikakvu obvezu da ta država pad najavi unaprijed, ni točno, ni javno.

U praksi to znači da su predviđanja poput ovih dobrovoljna usluga. Agencije i istraživačke skupine objavljuju ih kad mogu i koliko mogu. Nitko nije dužan unaprijed reći gdje će pasti 25.000 komada željeza koje je čovječanstvo ostavilo u orbiti.

I tu se otvara drugi problem, koji se tiče svake zemlje pojedinačno. Niskoorbitalni promet više nije stvar velikih sila. Indonezija, zemlja bez vlastitog lansirnog sustava, predvodi istraživanje koje može spasiti živote na tlu. To pokazuje gdje se stvarna suverenost u svemirskom dobu nalazi: ne u raketama, nego u podacima i sposobnosti da se iz njih izvuče pravovremena procjena.

Hrvatska, kao članica Europske unije i ESA-e, ima pristup dijelu tih podataka. Nema, međutim, vlastiti sustav praćenja ni vlastiti analitički kapacitet za ovakve modele. Oslanja se na tuđe procjene — i na tuđu dobru volju da ih objavi.

Sunce je trenutno u silaznoj fazi ciklusa, pa će idućih godina otpor zraka biti manji i padovi rjeđi. To je predah, ne rješenje. Sljedeći vrhunac aktivnosti doći će oko 2036., a do tada će broj objekata u niskoj orbiti narasti daleko iznad današnjih 25.060.

Model koji spaja neuronsku mrežu sa zakonima gibanja pokazuje da se točnost može popraviti — s razine od nekoliko desetaka minuta na razinu od nekoliko minuta. Razlika između te dvije razine jest razlika između upozorenja i isprike.

Umjetna inteligencija koja je naučila kako se troši brzina nebeskog tijela u gornjim slojevima atmosfere pogodila je tri stvarna pada s točnošću unutar 15 minuta — uključujući ruski satelit Cosmos-482, za koji je Roskosmos zabilježio pad u 06:24 UTC, dok je model predvidio 06:22.

Iza tog rezultata stoji pristup koji ne prepušta sve neuronskoj mreži. Gibanje tijela računa se Newtonovim zakonima, uz Zemljinu gravitaciju i spljoštenost planeta, te otpor zraka prema standardnom modelu gornje atmosfere koji pokreću Sunčeva i geomagnetska aktivnost. Ono što se ne može napisati kao jednadžba jest balistički koeficijent — mjera koliko jako zrak koči objekt — pa ga mreža uči iz podataka.

Za svaki objekt istraživači su iz jedanaest godina javnih podataka o praćenju, što pokriva cijeli Sunčev ciklus, rekonstruirali povijest tog koeficijenta mjereći koliko brzo se orbita skuplja. Mreža s pamćenjem, građena za nizove podataka, zatim za pojedini objekt uči predviđati koeficijent iz njegove prošlosti i iz prognoza Sunčeve i geomagnetske aktivnosti.

Što se dogodi kad se koeficijent zamrzne

Tijekom predviđanja dva dijela rade naizmjenično: svaka tri sata, koliko se osvježava standardni indeks geomagnetske aktivnosti, mreža primi novu orbitu i vrati novi koeficijent. Račun se zaustavlja na 80 kilometara visine, što se uzima kao prag ponovnog ulaska u atmosferu. Nesigurnost se procjenjuje tako da se mreža pokrene stotinu puta s nasumično isključenim dijelovima, a raspršenje odgovora daje vremenski raspon oko predviđenog trenutka.

Da bi provjerili vrijedi li ta složenost, istraživači su svako predviđanje ponovili sa zamrznutim koeficijentom na zadnjoj procijenjenoj vrijednosti. Za Cosmos-482, kompaktnu kuglu, pad se pomaknuo samo pet minuta. Za NEOWISE, NASA-in infracrveni teleskop lansiran 2009. da mapira nebo, sa solarnim panelima i suncobranom, i za gornji stupanj kineske rakete Long March 4B, šuplji cilindar sklon prevrtanju, pomak je iznosio 31 i 36 minuta — izvan raspona nesigurnosti i dalje od zabilježenih vremena.

Za NEOWISE je model predvidio pad u 00:54 UTC 2. studenoga 2024., uz odstupanje od 7,8 minuta; stranica misije zabilježila je 00:49. Za kineski stupanj predviđanje je bilo 22:45 UTC 26. ožujka 2023., uz odstupanje od 13,2 minute, a krhotine su viđene nad Murcijom i Almeríjom na jugoistoku Španjolske između 22:33 i 22:36. U sva tri slučaja službeno vrijeme ili opažanje palo je unutar predviđenog raspona.

Tri tijela nisu dokaz

Ovdje valja zastati. Riječ je o naknadnim provjerama, ne o pravom predviđanju: model je hranjen podacima o praćenju sve do neposredno prije pada, kao što agencije rade rekonstrukcije nakon događaja. Tri objekta su malo, a svaki je praćen najmanje jedanaest godina. Pravi test tek slijedi — predviđanje objekata koji su još u orbiti, uključujući mlađe s kraćom poviješću.

No i takav rezultat otvara pitanje koje autori ne postavljaju: kome ta minutaža uopće služi? Pad nekontroliranog satelita ili stupnja rakete nije apstraktni problem. Krhotine kineske rakete viđene su nad naseljenim dijelom Španjolske, a razlika između 22:33 i 22:45 dovoljna je da se promaši evakuacija, zatvori zračni prostor ili proglasi uzbuna — ili da se proglasi uzalud.

To je i pitanje suverenosti. Podaci o orbitama i Sunčevoj aktivnosti danas su javni, ali modeli koji ih pretvaraju u upozorenja sjede u nekoliko agencija i akademskih središta. Zemlja koja ne razvija vlastitu sposobnost procjene rizika od pada nebeskih tijela ostaje primatelj tuđih procjena, s tuđim rokovima i tuđim interesima.

Primijenjeni matematičar iza rada vidi u tome širu lekciju: gdje su jednadžbe poznate, kao za gravitaciju, treba ih rješavati; gdje nisu, kao za prevrtanje objekta u atmosferi koju uzburkava Sunce, podaci mogu podučiti mrežu da popuni prazninu. Fizika i strojno učenje ovdje nisu suparnici — svako pokriva ono što drugo ne može.

Indonezijski znanstvenici razvili su model dubokog učenja koji predviđa otpor zraka na satelite i iskorištene raketne stupnjeve u raspadu orbite, što bi trebalo omogućiti točniju procjenu kada će neupravljani objekti pasti na Zemlju. Rad je nastao u suradnji indonezijske Nacionalne agencije za istraživanje i inovacije (BRIN) i tehnološkog instituta u Bandungu, a vodio ga je M. Khawariz Andaristiyan pod nadzorom Affiani Machmudah, Ridanta Eko Poetra, Wahyudija Hasbija i Denysa Dutykha s kalifskog sveučilišta u Abu Dabiju.

Problem koji rješavaju nije akademski. Gornji stupnjevi raketa i sateliti koji su prestali raditi kruže oko Zemlje godinama, a visina im se smanjuje zbog trenja s rijetkom atmosferom. Kada i gdje će pasti, nitko ne može reći s dovoljnom sigurnošću — a upravo o tome ovise procjene rizika za ljude i imovinu na tlu.

Zašto klasične metode zakazuju

Otpor zraka na tim visinama ne ovisi samo o brzini objekta. Ovisi o gustoći atmosfere, a ona se mijenja sa Sunčevom aktivnošću, godišnjim dobom i čitavim nizom čimbenika koje je teško modelirati jednadžbama. Zato su dosadašnje prognoze padale u široke raspone nesigurnosti.

Duboko učenje tu ima prednost jer ne traži da fizičar unaprijed opiše svaki utjecaj. Model uči iz povijesnih podataka o putanjama i ponašanju atmosfere, pa može uhvatiti obrasce koje klasični modeli propuštaju. Pitanje koje izvor nije postavio glasi: koliko je takav model pouzdan kada se uvjeti promijene izvan raspona na kojem je treniran? Sunčeva oluja kakve nije bilo u podacima za učenje mogla bi srušiti svaku statističku procjenu.

Isti problem kao i s prognozom klime

Ovo nije prvi slučaj da se crna kutija stavlja na mjesto fizikalnog modela. Ista rasprava vodi se oko klimatskih modela, gdje se algoritmi trenirani na povijesnim podacima koriste za tvrdnje o budućnosti. Razlika je što kod satelita pogreška ima konkretnu cijenu: ako se predvidi pad u ocean, a objekt završi iznad naseljenog područja, model je zakazao u trenutku kada je trebao biti najtočniji.

Indonezija pritom nije slučajan domaćin ovakvog istraživanja. Zemlja s više od 17.000 otoka i golemim teritorijalnim vodama ima izravan interes znati gdje će krhotine s neba završiti. BRIN time pokazuje da se ozbiljna svemirska istraživanja više ne odvijaju samo u nekoliko velikih sila.

Indonezijski tim pokazao je da se ozbiljan znanstveni rad može pokrenuti i izvan zapadnih centara moći. Ostaje vidjeti hoće li njihov model izdržati provjeru u stvarnim uvjetima ili će ostati još jedan akademski rad s lijepim grafikonima. Pravi test neće biti recenzija, nego prvi satelit čiji će pad taj model predvidjeti s točnošću od nekoliko kilometara.