1957. október 4 – én a Szovjetunió juttatta fel az első űreszközt, ami Föld körüli pályára – LEO (Low Earth Orbit) állt: a Szputnyik – 1 – et. Ma már több ezer űreszköz kering bolygónk körül: bolygónkat monitorozó eszközök, kommunikációs műholdak, navigáláshoz szükséges műholdak, katonai műholdak, nagyobb műhold konstellációk (SpaceX: Starlink) és a többi. Ide tartozik a Nemzetközi Űrállomás – ISS, a Tienkung, a Hubble űrteleszkóp és az űrséták során elhagyott szerszámok, eszközök is.
De, mi a helyzet a nem aktív eszközökkel?
Bolygónk körül több ezer működésképtelen műhold kering, melyek ugyanúgy űrszemétnek minősülnek, mint a rakétákból visszamaradt/leszakadt törmelékektől kezdve a festékanyag darabokon át a sok „apróság”. Az „apróságok” száma összesen több millió lehet, kezdve a 10 centis daraboktól. A legtöbb űrszemét a LEO – ban nagyon gyorsan mozog: elérheti a közel 30 000 km/h – s sebességet (ez nagyjából hétszer gyorsabb, mint egy golyó). Emiatt, és a növekvő mennyiség miatt biztonsági kockázatot jelent a jelenlegi és jövőbeli küldetésékere, űrbéli szolgáltatásokra, emberre egyaránt itt a Földön és odafent a világűrben.
Némelyik űrszemét az évek során (vagy akár hamarabb) visszalép a légkörbe, mert nincs elég magasan ahhoz, hogy ne hatna rá bolygónk gravitációja. Nagyságuktól függően ezek zömében elégnek a légkörben.
Vannak azonban olyan magasságban keringő eszközök, törmelékek, amik több száz, de akár több ezer évig is keringhetnek bolygónk körül. Ilyenek például a geostacionárius pályára állított időjárási vagy kommunikációs műholdak.
Űrszemét típusú találkozások
Van egyébként olyan űrszemét, amit szándékosan állítunk, állítottunk pályára azzal a feladattal például, hogy az elkerülő programokat gyakorolják működő űreszközeink. Vannak olyanok is, amelyeket szándékosan ütköztettünk vagy semmisítettünk meg, minek következében még több űrszemetünk lett.
2007 januárjában például a kínai Fengyun – 1 meteorológiai műholdat semmisítettünk meg szándékosan odafent. De nem ez volt az első. Hivatalosan 1985 szeptemberében a Solwind műhold volt a legelső, tudományos céllal megsemmisített eszköz: műholdvédelmi rakéta teszt alanya volt.
Véletlenek is vannak: az amerikai Iridium 33 távközlési és az orosz Kozmosz – 2235 (már működésből kivont) katonai műhold ütközött 2009 februárjában.
Csak a 2007 – esés 2009 – esemény például közel 70 % – al növelte a törmelékmennyiséget a LEO – ban.
Nagyobb méretű, az Ariane – 1 hordozórakéta által hagyott törmelékdarab találta el 1996 – ban a francia Cerise katonai felderítő műholdat, ezzel működésképtelenné téve azt, és még további űrszemetet létrehozva.
Kisebb darabok is bőven elegek a károkozáshoz: a Hubble űrteleszkóp 2002 – ben visszahozott napelemein 8 és 2,5 mm – es átmérőjű becsapódásokat mértek.
Kessler – szindróma
Donald Kessler (USA, 1940 – ) asztrofizikus és korábbi NASA – tudós vetette fel elsőként egy tanulmányában még 1978 – ban a gondolatot, miszerint ha túl sok űrszemét van a pályán, az láncreakciót eredményezhet, amelyben egyre több tárgy ütközik, és új űrszemetet hoz létre a folyamat során odáig fajulva, hogy a Föld pályája használhatatlanná válik.
Ez eléggé szélsőséges lenne, ám egyes szakértők attól tartottak – ma már tudtuk, hogy joggal -, hogy egy napon ez valódi problémává nőhet, és szükséges lépéseket tenni ennek elkerülése érdekében.
A NASA finanszírozni kezdte Kessler kutatásait, és 1979 – ben létrejött a NASA Orbital Debris Program Office . Az első olyan szervezet, ami a űrszemétre szakosodva kezdte mérni hatásukat, modellezte azokat, és különböző stratégiákat dolgozott ki, szoftereket fejlesztett detektálásukra, jelzésükre.
1957 óta több, mint 5 000 űrindítás eredményeként ma már több, mint 23 000 nyomon követett törmelékobjektum kering a Föld körül. Becslések szerint 750 000, 1 cm-nél nagyobb objektum és 166 millió, 1 mm-nél nagyobb darab található a bolygónk körüli pályákon. (2017 – es ESA adatok).
Megfigyelés és védelem
Így manapság teleszkópokkal és radarokkal követjük a törmelékeket. Több mint 12 000 darab, akár 10 cm méretű szemétdarabot jegyzünk. Sok millió darab azonban túl kicsi ahhoz, hogy rögzíteni lehessen őket, például festék- és porfoltok. Normális esetben ezek nem jelentenének veszélyt, de az űrben a törmelék nagy sebességgel halad, ami által még a porszem nagyságú részecskék is apró golyókként viselkednek.
Az ESA különböző módokon kezeli az űrtörmelék problémát. A Nemzetközi Űrállomáson található Columbus laboratóriumot speciális árnyékolás védi mindettől. Az Európai Űrközpont ESOC – European Space Operations Centre egy 1 méteres teleszkópot használ a Kanári – szigeteken és egy Németországban található radarrendszert az űrszemét megfigyelésére. A mikroszkopikus törmeléket az ESA Proba – 1 műholdja és egy ESA kísérlet is figyeli a Nemzetközi Űrállomáson. Ez az információ lehetővé teszi az ESOC számára, hogy jelezze, mikor kell egy űreszközt biztonságosabb pályára terelni. Emellett korai figyelmeztetést ad a légkörbe visszatérni készülő nagyobb objektumokról.
2019 szeptemberében az ESA végrehajtotta első műholdelkerülő manőverét egy Starlink – el szemben. Jelenleg az összes műholdon évente több száz ütközés – elkerülő manővert hajtanak végre, beleértve a Nemzetközi Űrállomást is.
Az Egyesült Nemzetek Szervezete – UNESCO, United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization is foglalkozik az üggyel. Az a felhívásuk, hogy minden vállalat 25 éven belül távolítsa el műholdjait a pályáról a küldetésük befejezését követően.
Az űrszemét eltávolítása
Nemzetközi szinten egyébként nincsenek kidolgozva űrtörvények az űrszemét eltávolítására, ami egy globális probléma.
A NASA elérhető szabványokkal, eljárási követelményekkel dolgozik, melyek bárki számára elérhetők a NASA különböző oldalain keresztül:
- NASA-HDBK-8719.14: NASA kézikönyv az orbitális törmelék korlátozásához
- NASA-STD-8719.14: Az orbitális törmelék korlátozásának folyamata (A. változat, 2012.05.25., 1. módosítás)
- NPR 8715.6B: NASA eljárási követelményei az orbitális törmelék korlátozásához és a meteoroid- és orbitális törmelékkörnyezet értékeléséhez
Nem az egyedüli szervezet az ügyben: a probléma megoldására számos vállalat világszerte újszerű megoldásokkal állt elő. Ilyen például a műholdak, űreszközök „visszahúzása” a légkörbe, ahol elégnek. Ennek módjai közé tartozik a műholdak szigonnyal való megragadása, hatalmas hálóval való befogása, mágnesek használata, vagy akár lézerek kilövése a műhold felmelegítésére, növelve a légköri ellenállását, hogy az kiessen a pályáról.
Ezek a módszerek azonban csak a Föld körül keringő nagy műholdak esetében hasznosak. Nincs igazán mód jelenleg arra, hogy kisebb törmelékdarabokat, például festék- és fémdarabokat szedjünk fel, távolítsunk el.
A felelősség közös, és az egyik legnagyobb kihívás a jelenlegi és a jövőbeni küldetések zökkenőmentessége érdekében.
Be a Nerdy Bird!
