Dnes je 26. júna a meniny má Adriana/Olívia

Orbita plná odpadu

29. januára 2019

Narastajúce množstvo odpadu, jeho redukcia a likvidácia. To sú ekologické, a zároveň politické otázky dneška, a netýkajú sa len situácie na Zemi.

Čoraz hlbšie vrásky sa objavujú aj na čelách astronómov a pracovníkov stredísk vesmírneho výskumu na celom svete. Podobne naliehavý ako problém hromadiaceho sa plastového odpadu (a odpadu všeobecne), je aj problém odpadu vesmírneho. Hoci sa o ňom hovorí podstatne menej, aj kozmický odpad predstavuje riziko pre život na zemi a môže ohroziť aj jeho pripravovaný presun mimo domovskú planétu.

Zdroj:
www.wikimedia.org

Čo je kozmický odpad

Aj keď je voľnému oku nedostupná, obieha okolo našej planéty celkom slušná zbierka objektov. Zväčša ide o satelity, kozmické lode alebo stanice. Kozmický odpad predstavujú všetky nefunkčné objekty, ktoré spolu s tými funkčnými putujú po nízkej orbite (LEO – Low Earth Orbit).

Nízka orbita je druh obežnej dráhy Zeme. Nachádza sa 160 až 2000 kilometrov nad povrchom našej planéty a je charakteristická tým, že v nej pôsobí ešte dostatočne silné geomagnetické pole. Toto pole chráni objekty (aj bytosti) umiestnené na orbite pred kozmickým žiarením. Z tohto dôvodu sa takmer všetka mimozemská ľudská činnosť odohráva vo vzdialenosti do 400 kilometrov nad povrchom Zeme. Na dolnom okraji nízkej obežnej dráhy.

Objekty obiehajúce planétu sa však na orbitu nejako museli dostať. Ich transport zabezpečujú predovšetkým rakety, zložené z viacerých stupňov. Tie sa počas letu postupne odpájajú. Časť z nich dopadne na zem, časť zhorí v atmosfére, no väčšina z nich ostane na orbite.

Kozmický odpad tak z veľkej časti tvoria práve vyhorené posledné stupne nosných rakiet. Ďalšiu jeho zložku tvoria nefunkčné meteorologické, vojenské a telekomunikačné satelity. Odpadom sa satelity stávajú po približne 10 až 15 rokoch. Najväčšiu, a zároveň najnebezpečnejšiu časť odpadu však tvoria trosky a úlomky rôznych tvarov a veľkostí. Vznikli pri explóziách stupňov rakiet a satelitov, pri kolíziách objektov s meteoritmi alebo medzi objektmi navzájom. Malú a pomerne nepodstatnú časť odpadu tvorí aj vybavenie astronautov a zámerne vypustený odpad zo staníc.

Tamtiež

Množstvo kozmického odpadu

V súčasnosti vieme o zhruba 2 600 nefunkčných satelitoch,  10 000 objektoch väčších ako monitor, 20 000 objektoch veľkosti jablka a o zhruba pol milióne kúskoch o veľkosti guľky. To však nie je všetko. Už spomínanú najväčšiu časť tvoria úlomky, ktoré pre ich veľkosť zatiaľ nemožno sledovať. Na obežnej dráhe sa ich odhadom nachádza viac ako 100 miliónov.

Najviac odpadu sa nachádza vo vzdialenosti 200 až 250 kilometrov nad zemou a väčšinu z neho vyprodukovali tri krajiny. Prvenstvo patrí Rusku, nasleduje USA a tretia v poradí je Čína. A rovnaké poradie obsadili tieto krajiny aj v rebríčku deorbitovaných objektov.

Prečo je kozmický odpad problém

Všetky nefunkčné objekty, úlomky, trosky obiehajú Zem niekoľkokrát do dňa. Pohybujú sa v križujúcich sa dráhach a môžu dosiahnuť rýchlosť až 30 tisíc km/h. Úlomok o veľkosti hrášku, pohybujúci, sa danou rýchlosťou dokáže preraziť dieru aj do tvrdého kovu, z ktorého sú konštruované satelity a vesmírne stanice. Za roky vesmírneho výskumu sme tak v podstate zahltili priestor okolo našej planéty kúskami deštruktívneho materiálu. Uprostred tohto odpadu sa nachádza funkčné vybavenie za niekoľko miliárd, od ktorého závisí moderný život ako ho dnes poznáme.  Globálna komunikácia, GPS, navigácia, meteorologické predpovede a vesmírny výskum. To všetko je s narastajúcim množstvom kozmického odpadu ohrozené.

Zdroj:
www.flickr.com

Najhorší možný scenár hovorí o takmer nepriepustnej bariére na nízkej orbite, cez ktorú nebude môcť nič preletieť. Bariéra sa môže vytvoriť v dôsledku exponenciálneho nárastu množstva odpadu, zapríčineného zrážkou dvoch dostatočne veľkých objektov. Explodované časti po zrážke by zachytávali stále viac objektov, nastala by reťazová reakcia vedúca k vytvoreniu bariéry.

Vízie vesmírneho výskumu, akou je cesta a kolonizácia Marsu by sa rozplynuli. Vesmírne lety by sa stali pravdepodobne smrteľnými misiami a ak by došlo zároveň k zničeniu našej vesmírnej infraštruktúry, technológie by sa vrátili späť d 70. rokov.

Ohrozený by bol však aj život na Zemi. Rotujúce úlomky by zemská príťažlivosť mohla z dostatočnej vzdialenosti stiahnuť až na zemský povrch, v prípade, že by nezhoreli v atmosfére.

Ako zbaviť orbitu odpadu

To je otázka, ktorou sa už vedci a inžinieri intenzívne zaoberajú. Prvé kroky vesmírneho priemyslu viedli logicky k obmedzeniu tvorby odpadu. Druhým, zatiaľ skôr neúspešným krokom, je hľadanie vhodnej technológie na vyčistenie orbity. V súčasnosti sa testujú technológie zachytenia odpadu a jeho návrat na zem. Jednou možnosťou sú malé satelity, ktoré zachytia odpad do siete a malou raketou ho pošlú k zemi. Pri väčších predmetoch sa uvažuje o zariadení s harpúnou a plachtou, ktorá by sa napla pôsobením atmosférického tlaku a dostala zariadenie na zemský povrch. Ďalšie varianty počítajú s priťahovaním objektov s využitím magnetického poľa planéty či s odstreľovaním trosiek laserovými lúčmi. Každá z možností však so sebou nesie riziko, že v prípade chyby dôjde paradoxne k vytvoreniu ďalšieho odpadu.

Ak sa už však rozhodneme pre akýkoľvek spôsob, s čistením orbitu je potrebné začať bezodkladne. Samotní vedci totiž nevedia odhadnúť, kedy dôjde k hraničnej hustote odpadu, ktorá by mohla spustiť spomínanú reťazovú reakciu.

Prvé testovacie zariadenie, vypustené na obežnú dráhu v minulom roku – CubeSat, umiestnené na satelite RemoveDebris, by preto mohlo byť dobrým začiatkom veľkého kozmického upratovania. Misia deorbitovania objektov je v pláne okolo roku 2024.

Zdroj:
orbitaldebris.jsc.nasa.
www.youtube.com
www.businessinsider.com
www.airspacemag.com

Titulné foto:
NASA



zobraziť dalšie