Bezárhatja az emberiséget a Föld körül keringő szeméttelep

A Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz, azaz a Naprendszer gázóriásai mellett már a Földnek is van gyűrűje: ez az űrhajósok által elhagyott csavarhúzókból, az űrállomásokról kidobott megfagyott vizelettömbökből, de még inkább a kiszuperált műholdak és rakétafokozatok törmelékéből áll. Hogyan lehetne megtisztítani a Föld környezetét az űrtevékenységet immár komolyan veszélyeztető szeméthalmaztól?

Az űrszemét kifejezést csak az elmúlt évtizedben ismerte meg a nagyközönség. Ide sorolnak minden olyan, a Föld körüli pályán keringő mesterséges testet, amelyet már kivontak a használatból, vagy tönkrement, és felesleges fémdaraként kering körülöttünk. Összeütközéseik eredményeként (lásd keretes írásunkat) egyre több olyan töredék keletkezik, amelyek veszélyeztethetik az űrhajókat és műholdakat, valamint a Nemzetközi Űrállomást.

Gyorsabban gyarapodik, mint ahogy pusztul

Az űrszemét mennyisége a Föld felsőlégkörének súrlódó hatásától csökken, aminek következtében az egyes darabok egyre közelebb kerülnek bolygónkhoz, majd végül a légkörben elégnek. Ezt követően általában már nem marad veszélyes méretű töredék utánuk, vagy ha mégis, azok többnyire a világtengerbe, illetve lakatlan területre hullanak. Elvben lehetséges, hogy egy emberben is kárt tegyenek, de olyan eset még nem ismert, amikor egy lehulló űrszemétdarab megölt vagy megsebesített volna valakit. A probléma az, hogy az űrszemét kihullása és elégése a Föld légkörében lényegesen lassabb ütemben történik, mint amelyen ütemben növekszik a mennyisége.

Jelenleg valamivel több mint 13 ezer űrszemét darabot tartanak nyilván, ám ennél sokkal nagyobb a valódi számuk. Becslések alapján az egy centiméternél nagyobb testekből közel 600 ezer lehet, ezek 99 százaléka még azonosításra vár. A legtöbb űrszemét alacsony Föld körüli pályán mozog, számuk a magassággal csökken, illetve a 36 ezer kilométer magas geoszinkron pályán átmenetileg ismét megnő. Utóbbi az a térség, ahol egy mesterséges égitest keringési ideje megegyezik a Föld tengelyforgási idejével – itt sok távközlési és meteorológiai hold található.

Kessler szindróma

A ma ismert űrszemétdarabok jelentős részét azok a testek adják, amelyek a már korábban meglévő darabok egymás közötti ütközése során keletkeztek. Az egy-egy ütközéssel születő újabb töredékek exponenciálisan növelik a további ütközések számát, amelyek ismét hasonló hatást váltanak ki. A 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 legutóbbi adatok szerint például egy-egy űrrepülőgépes küldetés során 1/200-1/400 volt a valószínűsége annak, hogy az űrrepülőgép egy űrszemét darabbal találkozik – ami már nem elhanyagolható esély. A merészebb becslések alapján akár 10-20 éven belül előállhat az ijesztő helyzet, hogy szinte lehetetlenné válik a Földhöz közeli műholdak használata.

Az űrszemétdarabok megfigyelésére távcsöves és radaros módszereket használnak. Emellett fontos információkat gyűjtött az LDEF nevű, 5,5 évig a Föld körül keringő, majd az egyik űrrepülőgéppel visszahozott műhold, valamint az 1992 és 1993 között bolygónk körül keringő EURECA műhold felületének vizsgálatával. További támpontokat adott a Hubble-űrteleszkóp lecserélt napelemtáblájának elemzése. Az ezeken a felületeken talált mikroszkopikus becsapódásnyomok számát, keletkezési gyakoriságát a különböző modellekkel összevetve megbecsülhető, hogy az egyébként nehezen azonosítható apró szemcsékből hány keringhet a Föld körül.

A három kiemelt védelemre szoruló zóna a Föld körül. Piros: alacsony Föld körüli útvonalak,
kék és zöld: geoszinkron pályák (CNES), ahol a legtöbb műhold kering

Kitérő manőverek és becsapódások

Az ismert űrszemétdarabok folyamatos követése révén sikerült már elkerülni egy-egy veszélyes ütközést. Az első ilyen kitérő manőver 1991 szeptemberében volt, amikor az űrrepülőgép az STS-48-as küldetés során pályát változtatott, hogy elkerüljön egy használatból kivont orosz műholdról származó töredéket. Azóta szinte rendszeressé vált, hogy a Nemzetközi Űrállomás kis mértékben pályát változtasson időnként, elkerülendő a veszélyes darabokat.

Az űrszemétdarabok (piros) és a használatban lévő műholdak (világoskék)
magasság szerinti eloszlása 2007-ben a Föld körüli pályán

Az űrszemét nagyobb darabjainak visszatérése még a Föld légkörében vagy felszínén is jelenthet problémát. 2006-ban egy orosz kémműhold darabja haladtak el egy utasszállító gép közelében a Csendes-óceán felett. 1979-ben a Skylab űrállomás darabjai hullottak le Ausztráliában nagy területen. Az igazán nagy űreszközöknél nem véletlenszerű a lezuhanás. 2000. június 4-én a nagyméretű CGRO-szonda égett el a légkörben. 2001. március 23-án a Mir-űrállomás is a légkörben izzott fel, majd töredékei a Csendes-óceán déli részében végezték – az előbbiekhez hasonlóan biztonságos, irányított beléptetést követően. Idén pedig az UARS, majd később a ROSAT műhold zuhant vissza és hullott a világtengerbe néhány töredéke.

Szemétszedés a Föld körül

Az űrszemét mennyiségének csökkentésére szükség van, ha az emberiség nem akar felhagyni az űrtevékenységgel. Ennek egyik lehetősége, hogy nem növelik a felesleges testek mennyiséget, és ideális esetben a légköri súrlódás okozta kihullás miatt egyre kevesebb lesz belőlük. Ám ha nem is bocsátanának föl újabb egységeket a Föld körüli pályára, akkor is növekedne a testek száma az ütközések miatt. Ezért a jelenleg Föld körül keringő darabok befogására, illetve eltűnésére kell tervet kidolgozni.

Kövess bennünket a facebookon is!

forrás: origo/tudomány