Denník N

Houston, máme problém: letí okolo nás odpad rýchlosťou 25-tisíc km/h

Na orbite máme neporiadok. Môžeme na to doplatiť. Foto - Ilustračné ESA
Na orbite máme neporiadok. Môžeme na to doplatiť. Foto – Ilustračné ESA

Obežná dráha Zeme je zahltená vesmírnym odpadom. Ohrozuje to vesmírne misie a už čoskoro sa naša orbita môže stať nepoužiteľnou.

Predstavte si, že idete autom po diaľnici. Okolo vás sa sem-tam mihnú iné autá. Niektoré majú ich vodiči pod kontrolou, no oveľa častejšie ide o autá, ktoré sa po ceste premávajú bez toho, aby ich niekto ovládal.

Potom si predstavte, že na diaľnici nie sú len autá, ale aj pohybujúce sa odpadky – od malých črepín, ktoré majú menej ako centimeter, až po väčšie kusy veľké ako nárazník. Teraz si predstavte, že diaľnicu, po ktorej práve idete, križuje niekoľko ďalších diaľnic. A ešte k tomu pridajte fakt, že všetko, čo je na ceste, ide rýchlosťou okolo 25-tisíc kilometrov za hodinu.

Takto nejako to vyzerá na zemskej orbite niekoľko stoviek kilometrov nad povrchom planéty. Výhľad je to síce pekný, no ak by sme na takej diaľnici mali jazdiť, asi by sme boli extrémne opatrní. Vedci tiež upozorňujú, že ak v budúcnosti nebudeme opatrnejší, naša obežná dráha sa už čoskoro môže stať nepoužiteľnou.

Strata misie

Viac ako 57 rokov ubehlo odvtedy, čo sme do vesmíru vyslali prvú sondu. Od čias Sputnika sa do vesmíru dostali tisícky strojov. Len okolo Zeme dnes obieha okolo 1200 satelitov.

Používame ich na navigáciu, dávajú nám presné dáta o počasí, môžeme nimi sledovať Slnko či vzdialené galaxie.

Funkčné satelity však tvoria len zlomok z toho, čo v skutočnosti obieha na okolo našej planéty. Zvyšok tvoria neaktívne satelity, zvyšky rakiet a drobné šrapnely, ktoré vznikli napríklad po vojenských testoch alebo zrážkach satelitov. A tieto trosky sa označujú ako vesmírny odpad.

„Vesmír je obmedzeným zdrojom – tak ako atmosféra či voda. Musíme ho používať opatrne,“ povedal pre portál Vox Wiliam Schonberg, inžinier z Technickej univerzity v Missouri. To platí o to viac, že vývoj a spustenie satelitov stojí desiatky miliónov eur.

Nehovoriac o tom, že na orbite sa vo výške 400 kilometrov nachádza Medzinárodná vesmírna stanica (ISS) so stálou ľudskou posádkou. Na jej bezpečnosť dohliadajú vedci na Zemi každý deň. Ak je pravdepodobnosť, že ISS skríži cestu vesmírny odpad, viac ako 1 k 10-tisíc, dispečeri na Zemi vykonajú uhýbací manéver.

„Objekty na orbite sa pohybujú takou veľkou rýchlosťou, že ak by stanicu trafil jeden zo sledovaných objektov, znamenalo by to stratu misie. Stret s úlomkom väčším ako 10 centimetrov by znamenal katastrofu,“ povedal pre portál ArsTechnica Josh Parris, dispečer z NASA.

Jeden z takých úlomkov minul v roku 2011 ISS len o 725 metrov. To je na vesmírne pomery oveľa menej ako ten povestný chlp.

Letiace úlomky ohrozujú aj posádku ISS. FOTO - TASR
Letiace úlomky ohrozujú aj posádku ISS. FOTO – TASR

Malé, veľmi rýchle a nevystopovateľné

Zo Zeme dnes dokážeme na nízkej orbite (200 až 2000 kilometrov od povrchu) sledovať úlomky väčšie ako 10 centimetrov. 

V roku 2009 sledovalo americké ministerstvo obrany a NASA asi 19-tisíc takýchto objektov, o tri roky neskôr to bolo podľa Európskej vesmírnej agentúry (ESA) až 23-tisíc úlomkov. No okrem toho sa na zemskej orbite nachádza asi 600-tisíc ďalších úlomkov, ktoré sú menšie ako 1 centimeter.

U nás by také malé objekty na povrchu Zeme možno nestáli za reč. No vo vesmíre môžu aj tieto častice kriticky poškodiť funkčné družice či vesmírnu stanicu.

„Všetky objekty na orbite majú prirodzene veľkú rýchlosť. Aj centimetrová skrutka tak môže pri zrážke vytvoriť energiu ako pri explodujúcom granáte,“ povedal pre Vox Holger Krag, šéf oddelenia, ktoré sa v ESA zameriava na vesmírny odpad. Preto je vo vesmíre problémom aj to, ak napríklad pri oprave teleskopu vypadne astronautom z ruky skrutkovač.

Aj malé častice s vysokou rýchlosťou môžu spôsobiť vážne problémy. FOTO - ESA
Aj malé častice s vysokou rýchlosťou môžu spôsobiť vážne problémy. FOTO – ESA

Každý vesmírny odpad časom kvôli gravitácii spadne späť do atmosféry. No pokiaľ objekty na nízkej orbite zmiznú v priebehu desiatok rokov, na vysokej – geosynchrónnej orbite (asi 36-tisíc kilometrov od povrchu, ktorý je vzácny preto, že satelity na ňom obiehajú okolo Zeme raz za deň) bude tento proces trvať stovky až tisícky rokov.

Aj preto má dnes väčšina vesmírnych agentúr podmienku, že satelity na vysokej orbite musia mať po skončení misie dostatok energie na to, aby mohli byť presunuté na obežnú dráhu, kde by nezavadzali aktívnym družiciam.

Odpad plodí ďalší odpad

A potom je tu ešte jedna hrozba, ktorú vesmírni inžinieri poznajú ako Kesslerov syndróm.

Ide o teóriu, s ktorou prišiel koncom 70. rokov americký astronóm Donald Kessler. Ak sa podľa neho objem vesmírneho odpadu zvýši nad kritickú hranicu, potom môže zrážka dvoch väčších objektov na obežnej dráhe spustiť akýsi domino efekt. Pôvodná zrážka vytvorí tisícky nových úlomkov, ktoré neskôr zničia ďalšie satelity, až kým sa obežná dráha nezaplní vesmírnym odpadom a stane sa tak nepoužiteľnou.

Ak ste videli film Gravitácia, potom možno viete, o čom je reč. Na rozdiel od hollywoodskeho filmu by však takýto scenár trval oveľa dlhšie. No aj keď si dnes vedci nie sú úplne istí, či sme kritickú hranicu dosiahli, zrážka dvoch družíc z roku 2009 by do príbehu celkom zapadala.

odpad_geoleo
ILUSTRAČNÉ – ESA

Cestu si vtedy skrížila nefunkčná ruská družica a americký satelit – a výsledkom bolo asi 2000 nových úlomkov, ktoré dnes krúžia okolo Zeme. Nehovoriac o výsledku vojenského testu z roku 2007, keď čínska armáda zostrelila jeden zo svojich satelitov.

Zopár z 3-tisíc úlomkov už niekoľkokrát ohrozilo ISS.

No aj keď vieme, že vesmírny odpad nám o pár rokov môže spôsobiť škrt cez rozpočet, reagujeme len pomaly. Dnes už napríklad väčšina vesmírnych misií nevytvára toľko odpadu ako v minulosti. Väčšina úlomkov kedysi pochádzala z prídavných rakiet – aj keď splnili svoj účel, zostalo v nich palivo, ktoré často na orbite vybuchlo. Teraz sa už toto palivo po odpojení vypustí.

Problém 21. storočia stále neriešime

Stále sme však do vesmíru nevyslali misiu, ktorej hlavnou úlohou by bol zber vesmírneho odpadu. Je to pre dva hlavné dôvody – nie je to ekonomicky výhodné a bola by na to potrebná medzinárodná dohoda.

„Významnou prekážkou je, že Zmluva o vonkajšom vesmíre z roku 1967 predpokladá, že všetky objekty na orbite vrátane nefunkčných satelitov a drobných úlomkov patria krajine, ktorá ich do vesmíru vyslala,“ povedala pre portál io9.com Theresa Hitchens, riaditeľka Inštitútu pre výskum odzbrojenia pri OSN.

„Potenciálny vesmírny zberač odpadkov by tak potreboval súhlas danej krajiny, inak by to mohlo byť označené ako porušenie mieru. Nehovoriac o tom, že väčšina úlomkov je taká stará a malá, že nie je možné jednoznačne určiť, ktorej krajine patria,“ dodala Hitchens.

Inžinieri z celého sveta pritom prišli s viacerými návrhmi, ako by sa vesmírny odpad mohol z obežnej dráhy odstrániť.

Na malé častice by sa napríklad mohli použiť lasery, ktoré by spomalili ich rýchlosť, a tak by sa vesmírny odpad dostal do atmosféry rýchlejšie. Na veľké satelity by sa zase mohli použiť špeciálne sondy.

ESA v súčasnosti pracuje na misii e.DeOrbit, ktorá by mala zachytiť nefunkčné satelity do siete alebo by na to použila mechanické rameno. Japonská vesmírna agentúra (JAXA) testuje elektrodynamické „povrazy“, dlhé a ultratenké laná, ktorými by prúdil elektrický prúd, a tak by spomaľoval a zachytával letiace trosky.

Tak či onak však bude trvať roky, kým sa s čistením obežnej dráhy reálne začne.

„Vesmírny odpad vyzerá byť problémom 21. storočia. Týka sa však niekoľkých krajín a môže sa vyriešiť len medzinárodnou dohodou,“ povedal pre portál Space.com Roger Launius z amerického Národného múzea pre letectvo a vesmír.

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na pripomienky@dennikn.sk.

Svet, Veda

Teraz najčítanejšie