Obežná dráha Zeme sa v priebehu desaťročí zmenila na neviditeľné smetisko. Je zaplavená objektmi, ktoré sú časovanou bombou, a to doslova.
Prstenec okolo Zeme tvorený odpadom z družíc. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Keď sa počas jasnej noci zahľadíme na oblohu, vidíme blikajúce hviezdy, možno Mesiac, prípadne nejaké lietadlo či družicu. Nevidíme však tisíce ton kovu, ktoré nad našimi hlavami krúžia rýchlosťou, pri ktorej by aj zrážka s obyčajnou skrutkou mala devastačné následky. Obežná dráha Zeme sa v priebehu desaťročí zmenila na neviditeľné smetisko.
Preplnený spoločný dvor
Najkritickejšia situácia je na nízkej obežnej dráhe Zeme. Ide o orbitálne pásmo, ktoré sa rozprestiera až do výšky 2 000 kilometrov nad povrchom Zeme. Táto oblasť sa považuje za globálny obecný statok. To znamená, že ide o priestor, ktorý využívajú všetci (rôzne štáty a firmy), no nikto ho nevlastní a nikto nikomu nemôže brániť v prístupe, čo vedie k jeho nadmernému využívaniu. Obežná dráha je v tomto kontexte vyčerpateľný prírodný zdroj. Nie je nekonečná. Ak jeden satelit obsadí konkrétnu orbitálnu dráhu, iný objekt ju už nemôže bezpečne využívať bez rizika kolízie.
Čo tam hore vlastne lieta?
Podľa Európskej vesmírnej agentúry (ESA) sa na orbite nachádzajú desaťtisíce sledovaných objektov. Nejde len o funkčné satelity, významnú časť tvoria nefunkčné družice a staré raketové stupne, teda časti rakiet, ktoré vyniesli náklad do vesmíru a potom tam zostali krúžiť okolo Zeme. Tieto objekty sú doslova časovanou bombou. Môžu explodovať pre zostatkové palivo alebo sa rozpadnúť pri vzájomných zrážkach s iným odpadom či so satelitmi.
Fyzika na obežnej dráhe je neúprosná. Objekty sa tam pohybujú relatívnymi rýchlosťami až okolo 30 000 kilometrov za hodinu. Pri takejto rýchlosti má aj malý predmet obrovskú kinetickú energiu. Už v roku 1983 spôsobilo zrnko laku s veľkosťou 0,2 milimetra na okne raketoplánu Space kráter, ktorý bol vyše päťnásobkom jeho veľkosti.
Keď sa spustí lavína: Kesslerov syndróm
Najväčším strašiakom odborníkov je dosiahnutie bodu zlomu. Ide o moment, keď množstvo odpadu na orbite prekročí kritickú hranicu a spustí sa runaway feedback loop, teda nekontrolovateľná reťazová reakcia. V praxi to znamená, že jedna zrážka vytvorí mrak úlomkov, ktoré následne zasiahnu ďalšie objekty, čím vzniknú ďalšie a ďalšie úlomky.
Táto reťazová reakcia, známa ako Kesslerov syndróm, by mohla spôsobiť také zahustenie prostredia troskami, že by sa nízka obežná dráha stala nepoužiteľnou. Pre ľudstvo by to malo fatálne následky: prišli by sme o kľúčové služby ako predpoveď počasia, navigáciu (GPS) či telekomunikácie, ktoré sú v súčasnosti nevyhnutné.
Vesmírni smetiari v akcii
Nemožno sa spoliehať na to, že odpad zhorí v atmosfére prirodzene. Na vyšších orbitách (nad 1 000 kilometrov) je to totiž nemožné. Tamojšia atmosféra je taká riedka, že odpor vzduchu nedokáže objekty spomaliť, a tak tam môžu krúžiť celé stáročia. Našťastie pasívne čakanie nie je našou jedinou možnosťou.
Teraz prichádzajú na rad inovatívne technológie aktívneho odstraňovania odpadu (active debris removal). Príkladom je misia RemoveDEBRIS, ktorú organizovalo Surrey Space Centre v spolupráci s partnermi ako Airbus či Ariane Group. V rámci tejto misie sa testovali technológie, ktoré pripomínajú sci-fi:
- siete a harpúny: mechanické systémy na fyzické zachytenie nespolupracujúceho objektu,
- solárne plachty a vlečné laná: zariadenia, ktoré zväčšia plochu objektu, čím zvýšia jeho odpor a urýchlia jeho pád do atmosféry,
- iónové lúče a lasery: koncepty ako Ion Beam Shepherd sa spoliehajú na prúd iónov, ktorý by na diaľku „odtlačil“ odpad do bezpečnej likvidačnej dráhy bez nutnosti fyzického kontaktu.
Udržateľnosť sa nekončí na hranici atmosféry
Problém vesmírneho odpadu je v mnohom podobný znečisteniu oceánov plastmi. Ak chceme v budúcnosti využívať vesmír, musíme sa naučiť po sebe upratať. Technológie na to už máme, teraz je rad na našom svedomí.
Zdroje:
- Mark, C. P. – Kamath, S. (2019). Review of Active Space Debris Removal Methods.
- Nomura, K. a kol. (2024). Tipping Points of Space Debris in Low Earth Orbit.
- Shan, M. a kol. (2016). Review and comparison of active space debris capturing and removal methods.
- Svotina, V. V. – Cherkasova, M. V. (2022). Space debris removal – Review of technologies and techniques.
(zh)
