Megfullad a Föld az űrszemétben

Egyesek szerint már a Földnek is van gyűrűje, de nem jégből és kődarabokból, hanem az űrhajósok által elhagyott szerszámokból, kiszolgált műholdakból, kiégett rakétafokozatokból. A rengeteg és egyre gyarapodó űrszemét lassan lehetetlenné teszi a biztonságos űrtevékenységet: mivel az egyes darabok keringési sebessége több kilométer másodpercenként, egy apró, csavarhúzó méretű tárgy is végzetes lehet, ha egy űrhajóval vagy űrállomással találkozik. Egyelőre nincs megoldás a problémára.

A felsőlégköri súrlódás miatt fokozatosan zsugorodik az űrszemétdarabok pályájának sugara, ezért a testek idővel bolygónk légkörének alacsonyabb tartományaiba ereszkednek. Ez a folyamat azonban csak a 300-400 kilométernél kisebb magasságú pályák esetén történik meg emberi időskálán - belátható időn belül tehát csak innen szóródhatnak ki a szemcsék a légkör sűrűbb tartományaiba, ahol elégnek. Nagyobb magasságban rendkívül lassan csökken a számuk.

Az űrszemét mennyiségét az újabb űreszköz-felbocsátások mellett leggyorsabban az ütközések növelik. A darabok jelentős részét már most is azok a testek adják, amelyek a már meglévők egymás közötti ütközési során keletkeztek - tehát tovább darabolódtak. Az egy-egy ütközéssel keletkező újabb töredékek ugyanis növelik a további ütközések számát, amelyek ismét hasonló hatást váltanak ki.

A Föld felszíne felett 2000 kilométeres magasságig terjedő térségben mozgó nagyobb űrszemétdarabok helyzete (NASA)

E pozitív visszacsatolás, öngyorsító folyamat révén egyes szakértők szerint "elszabadulhat a pokol" bolygónk körül: annyi töredék keletkezik, hogy azok lehetetlenné teszik a biztonságos űrtevékenységet. Ezt az egyelőre csak elméleti lehetőséget nevezik Kessler-szindrómának, a NASA Donald Kessler nevű munkatársa nyomán.

A legújabb számítások alapján egy-egy űrrepülőgépes küldetés során 1/200-1/400 a valószínűsége annak, hogy az űrrepülőgép egy űrszemétdarabbal találkozik - ami már nem elhanyagolható esély. Mindezek eredményeként mára úgy fest, hogy szükség lehet az űrszemét mennyiségének mesterséges csökkentésére.

Űrszemetelő nagyhatalmak

Új űrszemétdarabok szinte bármilyen mesterséges égitest, űrhajó, űrrepülőgép felbocsátásakor megjelenhetnek. Néhány esemény azonban ugrásszerűen növeli a veszélyes darabok számát. Ilyen történt például 2007. január 11-én, amikor egy kínai űrfegyverrel a terveknek megfelelően megsemmisítettek egy műholdat. Ekkor 2300 darab, radarral követhető néhány centiméteres törmelék, valamint a becslések alapján további 35 ezer legalább 1 centiméteres darab és közel egymillió legalább 1 milliméteres töredék keletkezett. Ezek közel 30-40 év alatt fognak a légkör alsó részébe hullani - egyikük 2007 júniusában már eltalálta a NASA Terra nevű műholdját.

Egy apró űrszemét becsapódásától keletlezett sérülés a Challanger 1983-as, STS-007 jelű útja során (NASA)

Hasonló esemény történt 2007. február 10-én, amikor egy orosz Briz-M jelű hordozórakéta egyik fokozata robbant fel, közel 1000 azonosított töredéket termelve, de a kínai eseménynél lényegesen alacsonyabb pályán.

A veszély csökkentése

Akármilyen módszert is használnak a fenyegető űrszemét darabjainak megsemmisítésére, illetve a sűrűbb légkörbe juttatására, az összes darabbal feltehetőleg nem tudnak foglalkozni. Ki kell tehát választani azokat, amelyek a legveszélyesebbek. A nagyobb testekkel történő ütközés jár a legsúlyosabb következménnyel, de ezek követése a legegyszerűbb. Hosszú távon azok a testek jelentik a legnagyobb problémát, amelyek a fent részletezett darabolódásukkal még több töredéket termelnek. Ezeket kellene tehát elsősorban eltávolítani. Azonosításuk azonban nem egyszerű, ugyanis nem minden esetben a legnagyobb testek tartoznak ide. Rebecca Newland és Hugh Davis (Southampton's School of Physics) a közelmúltban olyan modellt készítettek, amelynek segítségével sikerül visszafelé kinyomozni, hogy egy adott űrszemétdarab melyik nagyobb test része volt korábban.

Ahogy az egyes kisbolygócsaládok tagjai is egymáshoz kapcsolhatók, és visszavezethetők egy ősi égitest szétdarabolódására, ugyanúgy az űrszemétdarabok eredete is kinyomozható: azonosíthatók tehát a legveszélyesebb objektumok. Még érdekesebb, hogy a modell révén megbecsülhető, melyek azok a testek, amelyek még kevés töredéket hoztak létre, de sok újabb darabot fognak termelni a jövőben.

A Hubble-űrteleszkóp külső felületén képződött apró sérülés (NASA)

Az eltüntetés módjára azonban még nincs megoldás. Első lépésként szükséges lenne a műholdak pályafutásának végére valamilyen megsemmisítési lehetőséget betervezni - a legtöbb programnál ezt az eshetőséget nem is veszik figyelembe, és a műholdról feladata végrehajtása után egyszerűen megfeledkeznek.

A már bolygónk körül keringő űrszemétdarabok begyűjtése rendkívül költséges, szinte kivitelezhetetlen feladat, és egyelőre bizonytalan csak ötletek vannak erre vonatkozóan. Az egyik megoldás mozgási energiájuk csökkentése lenne: amennyiben sikerülne őket 200-300 kilométeres, alacsony pályára juttatni, onnan a légkör légellenállása néhány év, évtized alatt elvégzi a további feladatot, azaz a darabok megsemmisítését.

Egy Delta-hordozórakéta második fokozatának 70 kilogrammos része, amely visszatért a légkörbe, és Szaúd-Arábia területén, a fővárostól 240 kilométerre landolt (NASA)

Az újabb ötletek között említhetők olyan különleges testek, amelyek képlékeny, de "ragacsos" anyagában benne maradnak a velük összeütközött szemétdarabok. Az ilyen hatalmas úgynevezett aerogél-ragacsok viszonylag sok testet gyűjthetnének be. Még egzotikusabbnak tűnik az a módszer, amelynek keretében az elhasznált műholdak kibocsátanának magukból egy huzalt, és ebben a földi mágneses térrel, valamint a magnetoszféra töltött részecskéivel kölcsönhatva olyan erők ébrednek, amelyek csökkentik a test mozgási energiáját és így keringési magasságát.

Mindent összevetve sajnos úgy fest, hogy egyelőre nincs kivitelezhető módszer az űrszemét összegyűjtésére, és olyan szigorúan betartott szabályok sem léteznek, amelyek révén a feleslegessé vált űrobjektumokat rendszeresen a sűrűbb légkörbe juttatnák. Egyelőre marad tehát a töredékek követése, és ideális esetben kikerülése.