Háború is kitörhet, ha nem teszünk ellene valamit

33985633 - space junk orbiting around earth - conceptual of pollution around our planet (texture map for 3d furnished by nasa - http://visibleearth.nasa.gov/)

A globális felmelegedés és az óceáni szemétszigetek jelentette probléma mellett az átlagember vélhetően könnyen átsiklik ama tény felett, hogy bizony a kozmoszon is „ott hagyjuk a kezünk nyomát". Ez azért jelent gondot, mert az egyre gyarapodó űrszemét lassan lehetetlenné teszi a biztonságos űrtevékenységet: mivel az egyes darabok elképesztő sebességgel keringenek, egy apró tárgy is végzetes lehet, ha egy űrhajóval vagy űrállomással – ne adj' isten űrhajóssal - találkozik. Ötletek és tervek már vannak a probléma megoldására, a gyakorlati megvalósítás viszont még várat magára.

A japán Konotori-6 teherűrhajót december 9-én este bocsátották fel egy H-2B típusú hordozórakétával. Rakományának célba juttatásához négy napra volt szükség, így december 13-án érkezhetett meg a Nemzetközi Űrállomásra (ISS). A dolgozók alapvető ellátmánya (élelmiszer, víz és egyebek) mellett a szállítóeszközön helyet kapott hét kisebb műhold, valamint egy különleges, űrszemét eltávolítását szolgáló berendezés is.

Mi is valójában az űrszemét, és miért ekkora gond?

Valószínűleg mindennap szembesülünk azzal az információval, hogy az emberi tevékenység révén bolygónk belefullad a szemétbe. Azzal már sokan nincsenek tisztában, hogy az űrben (legalábbis a Föld közvetlen közelében) nagyon hasonló helyzet kezd kirajzolódni.

Űrszemétnek nevezünk minden emberi eredetű, Föld körül keringő testet, amely már nem lát el semmilyen feladatot. Az űrszemét egy része működésből kivont műhold, valamint olyan utolsó rakétafokozat, amely a Föld körüli pályán maradt. Emellett olyan tárgyak is itt említhetők, amelyek különböző űrbéli szerelések során szabadultak el a kozmoszban.

Illusztráció mutatja a Föld körül található ismert űrszemetet 123RF

Az Európai Űrügynökség (ESA) becslése szerint a számok döbbenetesek: a több mint 50 évre visszatekintő űrkutatás története során több mint 170 millió, 1 cm-nél kisebb tárgy került a világűrbe. Ha az 1 és 10 cm közötti mesterséges objektumokat nézzük, a szám eléri a 670 ezret, a 10 cm-t meghaladó hulladék pedig körülbelül 29 ezerre tehető. (Nem szabad elfelejteni, hogy ezek 2013-as adatok, azóta a helyzet valószínűleg sokat romlott.)

Miért is jelent ez problémát? Hiszen a világűrben nincs élet, így tönkretenni sem lehet semmilyen „kozmikus ökoszisztémát". Ha azonban a világűrben működő űreszközökre, vagy ott dolgozó asztronautákra gondolunk, már más a helyzet.

Például akár egy kisebb csavarhúzóval való összeütközés katasztrofális következményekkel járhat, mivel a becsapódás sebessége a 36 ezer km/h-t is elérheti.

A legtöbb űrszemét alacsony Föld körüli pályán mozog (általánosan a földfelszín fölött 200–2000 km-re keringő objektumokra használják ezt a kifejezést), számuk a magassággal csökken. A 300-400 km-es magasságban tartózkodó űrállomások (köztük az ISS is, pályáját a kontrollálatlanul sodródó testek miatt már számos alkalommal módosítani kellett) jelentős fenyegetettségnek vannak kitéve, nem beszélve a 800-1500 km-es magasságban mozgó földmegfigyelő műholdakról.

Egy Delta hordozórakéta második fokozatának 250 kg-os üzemanyagtartálya 1997-ben zuhant le Texasban Forrás: NASA

A 36 ezer kilométer magas geoszinkron pályán átmenetileg ismét megnő a kozmikus hulladék mennyisége. Ez az a térség, ahol egy mesterséges égitest keringési ideje megegyezik a Föld tengelyforgási idejével, ezért sok távközlési és meteorológiai műhold itt található.

Az űrszemét nagyobb darabjainak visszatérése még a Föld légkörében vagy felszínén is problémát jelenthet. Számos ilyen eset történt az elmúlt években, legutóbb például Mianmar északi részén zuhant le az égből egy négy méter hosszú, fémből készült objektum. A kérdéses űrszemét az egyik Hosszú Menetelés-11 típusú kínai hordozórakéta maradványa lehetett. Szerencsére nem sérült meg senki.

123RF

Elszabadulhat a pokol

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 az "űrszemcsék" a légkör sűrűbb tartományaiba, ahol elégnek. Nagyobb magasságban rendkívül lassan csökken a számuk.

A kozmikus hulladék mennyiségét az újabb, ember alkotta eszközök felbocsátása mellett leggyorsabban az ütközések növelik. A darabok jelentős részét azok a testek adják, amelyek a már meglévők egymás közötti ütközései során keletkeztek. Az egy-egy ütközéssel keletkező újabb töredékek ugyanis növelik a további ütközések számát, amelyek ismét hasonló hatást váltanak ki.

123RF

Mindent összegezve ez egy öngyorsító folyamat, amely egyes szakértők szerint hamarosan pokoli körülményeket idézhet elő a Föld körül, és

akár teljesen ellehetetlenítheti a biztonságos űrtevékenységet

(ez az elméleti lehetőség az úgynevezett Kessler-szindróma).

Háború egy elszabadult csavarhúzó miatt

A mesterséges objektumok okozta veszélyt politikai problémának is lehet tekinteni. A katonai műholdak többsége ugyanis alacsony Föld körüli pályán üzemel, így ezek az eszközök különösen ki vannak téve az űrszeméttel történő ütközés veszélyének.

Az Acta Astronautica című szaklapban megjelent publikációban Vitalij Aduskin, az Orosz Tudományos Akadémia kutatója arról ír, hogy az űrhulladék okozta becsapódások – főleg ha katonai műholdak esnek áldozatul – „különleges politikai veszélyt" hordoznak magukban, és könnyen fegyveres konfliktust provokálhatnak ki az űrnagyhatalmak között.

Forrás: ESA

A megsemmisült műhold tulajdonosa ugyanis nehezen tudná gyorsan kivizsgálni, hogy támadás vagy baleset történt-e.

Aduskin szerint az elmúlt évtizedekben számos olyan ismételt meghibásodás történt katonai műholdaknál, amikre később nem sikerült magyarázatot találni. Ilyenkor két lehetőség áll fenn:

vagy regisztrálatlan ütközés történt egy szeméttárggyal, vagy megtámadta az ellenség a szatellitet.

Kiemelt jelentőségű az űrszemét nyomon követése

Az űrszemét megfigyelésére távcsöves és radaros módszereket használnak. Míg utóbbiakkal az alacsonyabb pályán keringő objektumokat követik nyomon, addig előbbiekkel a nagy magasságban sodródó hulladékot keresik.

Az Egyesült Államokban a NASA külön részleget hozott létre a probléma kezelésére. Az Űrszemetet Figyelő Iroda (Orbital Debris Program Office) a kozmikus hulladékra vonatkozóan főként statisztikai vizsgálatokat végez. A közelmúltban állították „csatarendbe" MCAT (Meter Class Autonomous Telescope) nevű távcsövüket, amely a geoszinkron pályán és azon túl keringő űrszemetet fürkészi. A DARPA által megálmodott űrmegfigyelési teleszkóp (SST) ugyancsak jelentős szerepet kíván betölteni az űrhulladék megfigyelésében: a kutatók szerint

A DARPA szuperteleszkópja Forrás: DARPA

egyszerre több tízezer objektumot képes követni, és néhány másodperc alatt egy Egyesült Államok méretű területet tud átfésülni speciális kameráival és érzékelőivel.

Az egyes hulladékdarabok sorsát az amerikai hadsereg alá tartozó Egyesített Űrműveleti Központ (Joint Space Operations Center; JSpOC) figyeli, egyúttal ők figyelmeztetik egy adott szatellit üzemeltetőjét, ha a kutatóeszközt űrszemét fenyegeti.

Ami kontinensünket illeti, egy 2009-es konferencián határoztak arról, hogy Európának az amerikai és orosz berendezésektől függetlenül ki kell fejlesztenie egy saját radar- és optikai alapú űrszemét-felderítő, valamint űrszemétkövető rendszert (Space Situational Awareness, SSA). A programot az Európai Űrügynökség, az ESA koordinálja.

Fegyver, háló, szigony és marsi újrahasznosítás

Felmerül a kérdés, hogy miként tisztíthatjuk meg a világűrt. Ötletekből, tervekből nincs hiány, igazán hatékony megvalósítás viszont még nem született. A különböző technológiák, elgondolások ráadásul nem nagyon tudnak mit kezdeni az űrben „kóborló" kisebb hulladékdarabokkal.

A legegyszerűbbnek tűnő, ám legradikálisabb megoldás az űrszemét katonai fegyverekkel történő megsemmisítése. Ezzel kapcsolatban több gond felmerül, például költséges, még több törmeléket juttathat az űrbe, és politikai, valamint katonai bonyodalmakat is okozhat használaton kívüli szatellitek elpusztítása esetében.

A már említett Konotori-6 halászhálóra emlékeztető, űrszemét-befogó eszközzel igyekszik takarítani bolygónk körül. E „háló" tulajdonképpen egy 700 méter hosszú - alumíniumsodronyból és acélhuzalból álló - áram alá helyezett pányva, amelyet a Kotonori-6 maga után húzva arra használ, hogy lassítsa az űrszemét-szilánkokat. Ezek aztán eléghetnek a Föld légkörében.

A Konotori személyzet nélküli teherűrhajó Forrás: ESA

A Clean Space One technológia már egy svájci próbálkozás, a Lausanne-i Műszaki Egyetem munkatársainak fejlesztése. A leendő műholdcsalád legelső tagját 2018-ban tervezik felküldeni. A tervek szerint az eszköz megtalálja, befogja, majd eltéríti az űrszemetet, végül „zsákmányával" együtt a légkörbe lépve elég. Az űrszemét nagy mennyisége miatt sajnos szerény segítség lenne egy ilyen berendezés a Föld körüli térség biztonságossá tételére.

A szintén a kozmosz kipucolását célzó Remove Debris küldetés keretében több technikai újítást is tesztelni fognak a szakemberek.

A próba 2017 elején kezdődhet el, ennek során egy műholdat fognak felbocsájtani, ami Föld körüli pályára állva egy apró űrszemétutánzatot lő ki magából. A kirepülő objektumot ezt követően a szatellit egy hálóval próbálja befogni. A csapdába esett objektumot a légkör felé lehet irányítani, hogy ott elégjen. A műholdon emellett helyet kap egy szigony is, ezt ugyancsak űrhulladék befogása céljából fogják kipróbálni, az újfajta keresőrendszer tesztelésével pedig a kiszemelt objektumok nyomon követését akarják hatékonyabbá tenni.

Legvégül a fejlesztők arról is gondoskodnak, hogy maga a Remove Debris ne váljon űrszemétté: ernyőjének segítségével a Föld felé terelik, így az atmoszférába érve megsemmisülhet.

Vannak elrugaszkodottabb, már-már scifiszerű ötletek is a palettán, egy űrtechnológiával foglalkozó startup cég igazgatója, Tom Markusic (Firefly Space Systems) például az űrszemét újrahasznosítása mellett érvelt. Szerinte, ha a Marsra tartó leendő űrhajóval begyűjtik a már nem használt alkatrészeket, a hulladékból új, a Marson való boldogulást segítő eszközöket lehetne olcsón előállítani.