Smetiště nad hlavou: vesmírný odpad nikdy nebyl hustší. Co nás čeká?

Než s ním řídící středisko ztratilo kontakt, byl Envisat chloubou evropského vesmírného programu: nejvyspělejší přístroj svého druhu a jedna z největších družic, která byla vynesena na oběžnou dráhu. Právě jeho velikost (váží přes 8 tun) však z Envisatu činí vážnou hrozbu: už jste slyšeli o vesmírném smetí?

Smetiště nad hlavou: vesmírný odpad nikdy nebyl hustší. Co nás čeká?

Potrvá zhruba 150 let, než bude Envisat postupně vtažen do zemské atmosféry. Do té doby bude kroužit na polární oběžné dráze v oblasti plné dalších přístrojů; přinejmenším dvě družice jednou ročně proletí ve vzdálenosti kolem 200 m od současné dráhy Envisatu. Kolize je tedy jen otázkou času a může mít dalekosáhlé důsledky.

Věděli jste, že: Nejstarším artefaktem ve Vesmíru je družice Vanguard 1, vypuštěná v roce 1958 jako čtvrtý satelit vůbec a první poháněný solárními panely; je nefunkční již bezmála padesát let a kolem Země bude kroužit další dvě století.

Po případné destrukci satelitu velikosti Envisatu zbude obrovské mračno trosek, které zaplní velkou část původní oběžné dráhy. Může se takto spustit řetězová reakce kolizí, známá jako Kesslerův syndrom, která v nejhorším případě ztíží či znemožní přístup lidstva do Vesmíru na dalších mnoho generací.

Nebezpečný odpad

Lidstvo zkoumá a využívá blízké okolí svojí planety už po sedm desetiletí, po které na oběžnou dráhu vypustilo nespočet objektů, zejména přes šest a půl tisíce umělých družic, ze kterých je dnes funkčních jen zhruba 900. Téměř po každém startu nosné rakety zůstanou na nižších oběžných dráhách její části, a i vynesený náklad dříve či později zastará, aby tiše kroužil nad planetou někdy i po další stovky let.

Podívejte se na animaci, která vám ukáže, jak husto je kolem Země:

Předměty na oběžné dráze nebrzdí atmosféra, pohybují se tedy stálou rychlostí nejméně 27 800 km/h potřebnou k vyrovnání pádu do atmosféry na stabilní letovou dráhu. Vesmírné trosky si tedy můžeme představit jako svištící projektily, schopné v případě kolize způsobit vážné škody. Drtivou část tohoto smetí sice tvoří menší úlomky do průměru 1 cm, kterých nad námi plave mnoho desítek milionů. Z celkové hmotnosti kosmického smetí kolem 5,5 tisíce tun však většina připadá na dvě tisícovky objektů o váze 100 kg a více.

Nahoře to houstne

Nejhlubší vrásky vědcům dělají trosky na nižších oběžných drahách, a to nejen proto, že překáží dopravě do Vesmíru. Čím blíže letí předmět Zemi, tím vyšší oběžnou rychlostí se musí pohybovat, takže i malý úlomek může přímo ohrozit lidské životy. Posádky Miru i ISS by mohly vyprávět: jejich solární panely byly či jsou co chvíli poškozeny letícími úlomky. Posádka ISS musela být již dvakrát evakuována do připojeného Sojuzu, když hrozilo vážné poškození stanice.

Věděli jste, že: Zdroje vesmírného smetí nejsou jen vyřazené družice či nehody, ale i mikrometeority nebo magnetické bouře jako v případě družice Telstar 401.

Vesmírné stanice stejně jako drahé družice jsou na důležitých místech chráněny tzv. Whipplovými štíty z vrstveného kevlaru či jiných kompozitů. Kosmické lodě takto ale chránit nelze – nejednou došlo k poškození keramických destiček na břiše raketoplánů, ale i k narušení čelních skel či k jiným poškozením pláště.

Bezpečno není ani na nejzazší, tedy geostacionární dráze (pro srovnání: vesmírné stanice se pohybují ve výškách pod 400 km nad zemským povrchem, zatímco tzv. GEO je od Země vzdálená 35 786 km). Provoz je zde sice podstatně řidší, „parkují“ zde telekomunikační satelity vysílající například televizní signál. Na GEO však panuje nižší gravitace a zbytkový odpor atmosféry se blíží nule, pročež zde vyřazené vybavení vydrží kroužit i tisíce let. V této vzdálenosti od Země navíc drtivou většinu smetí (objekty o průměru menším než 1 metru) ani nelze zaměřit a jeho množství proto těžko odhadnout.

Provozovatelé družic jako například společnost SES (na českém trhu známější jako satelitní služba ASTRA) se zavazují přístroje po vyřazení odstavit na tzv. hřbitovní dráhu nad úrovní GEO. „Družice jsou seskupeny do clusterů zvaných orbitální pozice – například na 19,2° východně provozujeme šestici strojů vysílajících nad Evropu,“ vysvětluje Martin Ornass-Kubacki, viceprezident a regionální ředitel společnosti SES. „Bezpečný provoz na těchto úsecích je klíčový pro mnohá telekomunikační odvětví.“

Střet s následky

Srážka s objektem velikosti družice by pro jakékoliv plavidlo či zařízení byla v každém případě osudná. Příkladem budiž střet vyřazené ruské družice Kosmos-2251 a telekomunikačního satelitu soustavy Iridium v únoru 2009: po kolizi v první kosmické rychlosti z nich zbylo jen velké mračno úlomků.

Podobným událostem jde těžko zabránit, zcela zbytečně však dochází k zamoření oběžné dráhy při testech zbraní určených k ničení nepřátelských družic. USA se podobných zkoušek vzdaly po posledním testu v roce 1985, jehož poslední pozůstatky ostatně zanikly až v roce 2004. Čínský cvičný sestřel v roce 2007 vytvořil jeden z největších známých oblaků trosek, sestávající z několika desítek tisíc úlomků větších než 1 cm a milionu menších částic.

Věděli jste, že: Více než sto oken na raketoplánech bylo nutné postupně vyměnit kvůli škrábancům způsobeným nepatrnými částečkami kosmického smetí - třeba šupinkami laku.

Vyřazené satelity či jejich pozůstatky tvoří jednu velkou část vesmírného smetí; velkou hrozbou jsou také poslední stupně nosných raket, zejména pokud se rozpadnou na mnoho částí jako orbitální stupně čínské rakety Dlouhý pochod 4 v roce 2000 či ruský Briz-M v roce 2007. I jiný významný incident způsobil úlomek rakety Ariane, když těžce poškodil francouzský vojenský satelit Cerise v roce 1996.

Kolem Země navíc nějakou dobu kroužily i jedna manipulační rukavice, dvě kamery, dvoje kleště a brašna vybavení, které poztrácely posádky vesmírných stanic při výstupech do prostoru. A také několik pytlů odpadu po obyvatelích Miru.

Jak se vyhnout

Nebezpečné trosky zaměřují radary, lasery (LIDAR) i optické senzory v čele s třímetrovým okem teleskopu NASA Orbital Debris Observatory v Novém Mexiku a o něco menším zařízením ESA na Tenerife. Na nižších oběžných drahách se běžně monitorují objekty o průměru větším než 10 cm, některé přístroje však jsou schopny ze Země rozpoznat i trosky, k pozorovateli natočené plochou o velikosti pouhého 1 cm2.

Věděli jste, že: Úlomek větší než 1 centimetr dokáže beze všeho prorazit plášť všech dnešních kosmických lodí a stanic.

Přehled o dění nad našimi hlavami umožňuje katalog všech známých objektů na oběžné dráze, jakým disponuje US Strategic Command, vrchní velitelství amerických ozbrojených sil pro věci chcete-li nadpozemské. Plánovači jakéhokoliv startu ze Země všechny tyto zdroje pečlivě konzultují a neváhají jej i na poslední chvíli odložit.

Co teď

Jak objem vesmírného odpadu utěšeně narůstá, lámou si vědci hlavy s tím, jak na oběžné dráze po lidské činnosti uklidit. V roce 2015 měla být vypuštěna družice MDA Space Infrastructure Servicing Vehicle, která by doplňovala palivo a vůbec prodlužovala životnost telekomunikačních satelitů na geosynchronním orbitě. Projekt nakonec skončil u ledu, stejně jako podstatně dobrodružněji znějící plán tzv. vesmírného koštěte, tedy vysokovýkonného laseru, který by působil na povrch trosek, zbrzdil jejich let a vychýlil je tak z nebezpečné dráhy.

Uvažuje se také o obalování trosek pěnou či tekutinami, nebo přímo o popelářských družicích, žádná z možných cest se však zatím nejeví jako finančně schůdná ani technicky proveditelná.

Věděli jste, že: Centimetrový úlomek kosmického smetí má díky své rychlosti stejnou energii jako velký motocykl řítící se stokilometrovou rychlostí.

Smetiště, které po sobě lidstvo na oběžné dráze zanechává, se mezitím utěšeně rozrůstá. Věc se má podobně, jako kdyby vám rostla hromada smetí za domem: abyste mohli zahradu užívat, budete nepořádek muset uklidit a udržovat ji v patřičném stavu. Zatímco zodpovědnost za svoje bezprostřední okolí většina z nás vnímá, oceán, vzduch či Vesmír jsou dle aktuální potřeby všech či nikoho. Dříve nebo později se lidstvu tento přístup velice vymstí.

FOTO: ESA 

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

Související články

Jsme na Facebooku

Večer v TV

Celý program

REKLAMA

Přihlášení k odběru newsletteru

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru a neuniknou vám žádné novinky z webu i časopisu National Geographic.