Obsah:

Ako sa nízka obežná dráha Zeme mení na smetisko
Ako sa nízka obežná dráha Zeme mení na smetisko

Video: Ako sa nízka obežná dráha Zeme mení na smetisko

Video: Ako sa nízka obežná dráha Zeme mení na smetisko
Video: How to clean up our space waste 2024, Marec
Anonim

Smetná stopa človeka sa už dlho tiahne za planétu, ďaleko do vesmíru. Zatiaľ čo aktivisti a politici riešia, čo s domácim odpadom na Zemi, na obežných dráhach sa hromadia tony spotrebovaného vybavenia.

Poďme zistiť, z čoho sú vesmírne skládky vyrobené, kde sa nachádzajú a či nám na hlavu môže padať „nebeský“odpad (spoiler: už sa to stalo).

Aký odpad lieta vo vesmíre

Vesmírny vek sa začal vypustením prvej umelej družice v roku 1957. Odvtedy ľudstvo vypustilo mnoho rakiet a na obežnú dráhu vynieslo takmer 11 000 satelitov. V posledných rokoch sa počet vesmírnych misií dramaticky zvýšil. Teraz vesmír v blízkosti Zeme skúmajú nielen štáty – do biznisu sa zapojili súkromné firmy a neziskové organizácie. Zaťaženie obežných dráh rastie.

Ako sa zmenil počet objektov v blízkozemskom priestore

Obrázok
Obrázok

Satelity sa však, ako každá iná technika, pokazia a zastarajú. Nahrádzajú ich nové zariadenia a zlyhané zariadenia sú nútené dožiť svoj život na obežnej dráhe vo forme kovového šrotu. V blízkom i vzdialenom okolí našej planéty pribudli „skládky“.

Všetky nefunkčné technické objekty a ich fragmenty sú klasifikované ako vesmírny odpad. Väčšinu z toho tvoria raketové stupne, staré satelity a ich úlomky. Napriek neustálym štartom nových zariadení je pracovných satelitov na obežných dráhach oveľa menej ako „odpadu“. Podľa odhadov Európskej vesmírnej agentúry (ESA) je v blízkozemskom priestore 128 miliónov drobných úlomkov, ktorých veľkosť nepresahuje centimeter, 900 tisíc úlomkov od 1 do 10 cm a 34 tisíc - viac ako 10 cm Pre porovnanie: fungujú len 3 satelity, 9 tis.

Najaktívnejšie ľudstvo využíva nízku obežnú dráhu Zeme (200-2000 km nad morom). Táto časť kozmického priestoru je „najhustejšie obývaná“a zároveň „najšpinavšia“. V nadmorskej výške 650-1000 km sa nachádza prvá „skládka“– „žijú“tu staré vozidlá, rôzne veľké trosky a vojenské satelity s jadrovými zariadeniami. Takéto výšky na skladovanie potenciálne nebezpečných predmetov neboli zvolené náhodou: môžu tam byť asi dvetisíc rokov. Druhé oficiálne „testovacie miesto“sa nachádza v nadmorskej výške asi 36 000 km - tam sú odoslané všetky satelity, ktoré slúžili z geostacionárnej obežnej dráhy.

Vesmírny odpad však „lieta“nielen na miestach na to špeciálne určených. Zrážka s úlomkami v blízkozemskom priestore sa môže stať kdekoľvek, pretože je takmer nemožné predpovedať pohyb malých častíc. Ale je skutočne možné vyhnúť sa veľkým úlomkom - väčšinu z nich sledujú svetové vesmírne agentúry. Ak v najbližších rokoch spoločnosti ako SpaceX, OneWeb a Amazon rozmiestnia nad Zemou tisíce komunikačných satelitov, špecialisti budú musieť oveľa pozornejšie sledovať pohyb na obežných dráhach, aby sa vyhli nehodám.

Kto sleduje trosky vo vesmíre

Podľa ESA siete na pozorovanie vesmíru pravidelne sledujú len 28 000 obzvlášť veľkých odpadkov. US Space Surveillance Network je jednou z popredných služieb analýzy trajektórie vesmírneho odpadu. Odborníci vedú katalóg, kde sa dovážajú predmety väčšie ako 5-10 centimetrov od nízkej obežnej dráhy Zeme a úlomky začínajúce od 30 centimetrov nachádzajúce sa v blízkosti geostacionáru.

V Spojených štátoch amerických existujú ďalšie centrá, ktoré zbierajú a spracúvajú údaje nielen o „odpade“, ale aj o prevádzkovaných zariadeniach. Ich geolokácie sú zverejnené vo verejnej doméne na zdroji Space Track a na Twitteri 18. letky riadenia vesmíru sa môžete dozvedieť o ničení určitých vozidiel. Na základe týchto informácií bola vytvorená online mapa Stuff in Space, ktorá v reálnom čase zobrazuje polohu satelitov (červené bodky), rakiet (modré) a vesmírneho odpadu (sivá). Mapa je aktualizovaná každý deň a jasne demonštruje úzky „vzťah“medzi prevádzkovanými zariadeniami a „odpadom“.

Pohyb na vesmírnych „dráhach“pozorujú aj krajiny Európy, Rusko a Čína pomocou ďalekohľadov či geostacionárnych radarov. Zrážky na obežnej dráhe sú zriedkavé, a to vďaka službám, ktoré vypočítavajú pravdepodobnosť havárií.

Odkiaľ pochádza vesmírny odpad?

Napriek tomu, že zrážky vo vesmíre sú zriedkavé, vážne ovplyvňujú rast „nebeských skládok“. Jedna z najvážnejších vesmírnych nehôd sa stala v roku 2009: americký komunikačný satelit Iridium a nefunkčný ruský vojenský aparát "Kosmos-2251" sa nedokázali rozptýliť. Z ich „stretnutia“vznikol veľký oblak malých úlomkov a viac ako 1,5 tisíca veľkých úlomkov, ktoré dodnes zostávajú v blízkozemskom priestore.

Výskumníci označujú výbuchy za hlavný dôvod vzniku vesmírneho odpadu. Najčastejšie k nim dochádza v dôsledku úniku alebo zahrievania paliva, ktoré zostáva v nádržiach už spotrebovaných horných stupňov, posledných stupňov rakiet a satelitov. Zariadenie exploduje kvôli konštrukčným chybám alebo vplyvom drsného vesmírneho prostredia. Napríklad v roku 2018 sa na obežnej dráhe zrútili ruské a americké horné stupne „Fregat“a „Kentaur“, v roku 2012 bol náš „Briz-M“rozprášený na úlomky. V marci 2021 explodoval starý meteorologický satelit USA a pred rokom sa stupeň sovietskej rakety Cyclone-3, ktorá bola v blízkozemskom priestore 29 rokov, zmenil na 75 unášaných úlomkov.

Testy protisatelitných zbraní zanechávajú veľkú stopu trosiek. V roku 2007 Čína zničila svoj vlastný Fengyun-1C raketou stredného doletu vo výške 865 km. Tvorilo asi 3, 5 tisíc veľkých predmetov a nespočetné množstvo úlomkov do 5 centimetrov. V roku 2019 India vypálila raketu aj na svoj satelit – asi 400 trosiek roztrúsených na obežných dráhach v rozmedzí od 200 do 1600 km.

Špecialisti ESA analyzovali viac ako 560 prípadov zničenia zariadenia. Ako poznamenávajú, existujú aj iné dôvody pre vznik vesmírneho odpadu na obežných dráhach. Často sú niektoré jeho časti odpojené od prístroja, je zničený kvôli nedokonalostiam v štruktúre alebo zlyhá pri interakcii s atmosférou Zeme.

Dôvody zničenia kozmickej lode

Obrázok
Obrázok

V roku 2020 odborníci z RS Components analyzovali, ktoré vesmírne veľmoci zaplnili priestor silnejšie ako iné. Ukázalo sa, že najväčšia časť dnes sledovaných trosiek patrí Rusku a krajinám SNŠ – 14 403 úlomkov. Na druhom mieste sú Spojené štáty americké (8734), na treťom Čína (4688).

Prečo sú vesmírne skládky nebezpečné

Moderné satelity sú vybavené ochranou pred mikrometeoritmi a vesmírnym odpadom, ale „brnenie“nie vždy zachráni. Úlomky z výbuchu sa naďalej pohybujú počiatočnou rýchlosťou. Keďže v priestore nie je badateľná trecia sila a nepôsobí obvyklá gravitácia, prakticky sa nespomalia.

Ich rýchlosť môže dosiahnuť 8-10 km / s, čo je takmer sedemkrát rýchlejšie ako guľka. Údery pomalších úlomkov môžu byť aj smrteľné. Kusy nad 10 cm sú schopné úplne zničiť lietadlá. Zrážky s úlomkami väčšími ako 1 cm narušia chod kozmickej lode alebo spôsobia výbuchy nefunkčných objektov. Milimetrové častice vo väčšine prípadov zanechávajú na krytoch praskliny a triesky.

V roku 2016 drobné úlomky veľkosti zrnka prachu zanechali na okennom skle ISS 7 mm jamku. Zrážky s akýmikoľvek úlomkami úlomkov sú pre vesmírnu stanicu nebezpečné, pretože sa na obežnej dráhe pohybuje rýchlosťou viac ako 7,6 km/s. ISS pravidelne vykonáva úhybné manévre a koriguje svoju obežnú dráhu: antimeteoritné panely nie sú schopné ochrániť posádku pri zrážke s veľkým úlomkom. Niekedy sú kozmonauti nútení evakuovať stanicu a prečkať moment nebezpečného priblíženia sa k vesmírnemu odpadu v kozmickej lodi Sojuz, aby v prípade potreby rýchlo opustili „potápajúcu sa loď“.

Väčšina manévrov kozmickej lode sa robí s cieľom vyhnúť sa „stretnutiu“s úlomkami. Tieto akcie sú nákladné. Odborníci trávia hodiny výpočtom rizík a plánovaním novej trajektórie. V momente manévru sa spotrebuje palivo, ktoré si musíte vziať so sebou „do zálohy“a prístroje „stoja nečinne“– neprenášajú údaje potrebné pre výskumníkov.

Pre ľudí na Zemi nepredstavuje vesmírny odpad vážnu hrozbu. Malé zariadenia dokážu zhorieť v atmosfére, zatiaľ čo veľké opotrebované časti rakiet alebo satelitov sa spravidla spúšťajú pozdĺž danej trajektórie do Tichého oceánu alebo do neobývaných území v Kazachstane. Len raz človekom vytvorený vesmírny odpad zasiahol človeka. V roku 1997 spadol na obyvateľku Oklahomy Lottie Williamsovú vrak americkej nosnej rakety Delta II. Dievča bolo sklamané, keď sa dozvedelo, že na rameno jej nespadol kúsok hviezdy, ale úlomok palivovej nádrže.

Vedecký konzultant NASA Donald Kessler urobil v roku 1978 nepríjemnú predpoveď. Následne sa ním opísaný jav nazval „Kesslerov syndróm“. Podľa astrofyzika sa jedného dňa koncentrácia „odpadu“vo vesmíre zvýši natoľko, že počet nehôd začne nekontrolovateľne rásť. Trosky narážajú do lietadiel a tie sa roztrhajú na kusy a „útočia“na iné objekty. Hromady šrotu spôsobia, že nižšie obežné dráhy budú nepoužiteľné a okolo Zeme sa objaví pás odpadu, ktorý pripomína prstence Saturna. Niektorí odborníci sa domnievajú, že kritická koncentrácia umelo vytvorených objektov na obežnej dráhe už bola dosiahnutá.

Odporúča: