Megfullad a Föld az űrszemétben

Dátum: 2011. június 15. 00:00:00.
Forrás : Origo

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.

Űrszemétnek nevezzük mindazon emberi eredetű, a 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 objektumok is itt említhetők, amelyek különböző szerelések során szabadultak el az űrben (ezen belül külön érdekességnek számítanak az asztronauták űrsétákon elvesztett eszközei, például Ed White egyik tartalék kesztyűje, Michael Collins kamerája vagy Sunnita Williams csavarhúzója).

Az űrszemét elhelyezkedése a Föld körül: döntően a Föld közelében és geoszinkron pályán koncentrálódnak a kisebb nagyobb darabok

Jelenleg valamivel több, mint 13 ezer űrszemétdarabot tartanak nyilván, ám ennél sokkal nagyobb a számuk. Becslések alapján az egy centiméternél nagyobb testekből közel 600 ezer lehet, ezek 99%-a 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, ez a geoszinkron pálya, ezért sok távközlési és meteorológiai hold itt található.
Egy-egy objektum természete egyébként elsőre nem mindig nyilvánvaló. Egy-egy nagyobb űrszemetet néhány alkalommal a kisbolygókat kereső programok is azonosítottak. Ilyen volt például a J002E3 jelű objektum, amelyet 2002. szeptember 3-án fedeztek fel. Hamarosan kiderült róla, hogy az Apollo-12 űrhajót szállító Saturn-V hordozórakétának az S-IVB jelű fokozata. Ugyanezt az objektumot 2006. augusztus 8-án ismét "felfedezték", ekkor 6Q0B44E jelzéssel látták el - de nem sokkal később kiderült, hogy ugyanazon testről van szó. A két éve azonosított, 3-4 méteresnek becsült 2006 RH120 jelű objektum szintén a Föld környezetéből elszakadt mesterséges test lehet.
Az űrszemét darabjainak megfigyelésére távcsöves és radaros módszereket használnak. Emellett fontos információkat nyertek a szakemberek az LDEF nevű, 5,5 évet a Föld körül keringett, majd az 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.

Veszélyforrás az űrben
Az űrszemét komoly veszélyforrás az űrtevékenység során. Mivel az egyes darabok Föld körüli keringési sebessége több kilométer másodpercenként, egy apró, csavarhúzó méretű tárgy is végzetes lehet, ha egy űrhajóval vagy űrállomással találkozik.
Amennyit lehet, katalógusba vesznek az űrszemét darabjaiból, és mozgásukat folyamatosan követik. Ennek köszönhetően sikerül elkerülni egy-egy veszélyes ütközést. Az első ilyen kitérő manőverre 1991 szeptemberében került sor, amikor az űrrepülőgép az STS-48-as küldetés keretében pályát változtatott, hogy elkerüljön egy használatból kivont orosz műholdról származó töredéket.
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 azonban 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. Mindeddig nem tudni olyan eseményről, amikor egy visszahulló űrszemét vagy egy űrben keringő darab emberéletet követelt volna. Talán a legkomolyabb, amikor 1997-ben egy nő vállára hullott egy közel 10 centiméteres vékony burkolatdarab, amely egy Delta-II hordozórakétáról szakadt le - de nem okozott sérülést.

Űrszemét okozta károsodás a Hubble-űrteleszkópon

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.
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.
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.

A több-fázisú űrrakéták levált, de a Föld légkörébe vissza nem tért, s el nem égett darabjai adják az űrszemét egy tekintélyes hányadát

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.
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.
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.

Keresztúri Ákos

Van jó témaötleted? Írj nekünk egy vendégcikket!

Kapcsolódó olvasnivalók

A láz

Lázat okozhatnak a fertőzések, a biológiai anyagok, a szövetkárosodás, rosszindulatú betegségek, a védőoltások, a gyógyszerek, a hormonális és az anyagcsere-betegségek, valamint ismeretlen vagy nem tisztázott állapotok. A láz akkor lép fel, amikor különböző fertőző vagy nem fertőző folyamatok kölcsönhatásba lépnek a szervezet védekezőrendszerével.

Fidel Castro élete és Kuba története

Mai cikkünk Kuba fordulatos történetét mutatja be, melynek szerves részeként kitérünk Fidel Castro életútjára. Kuba egy karibi szigetország, területéhez Kuba szigetén túl – mely a Nagy-Antillák legnagyobb tagja – hozzátartozik még 1600 kisebb szárazulat is, amelyek közül méretével kiemelkedik a Pinos-sziget. Az egykori spanyol gyarmat ma a legnépesebb karibi ország, egyben a világ egyik utolsó szocialista berendezkedésű állama.

A dízelmozdonyokról

A dízelmozdony olyan mozdony, amelyet belsőégésű erőgép hajt. A dízelmozdonyok erőgépe (a hajtómotor) belsőégésű hőerőgép. Általában négyütemű, ritkábban kétütemű dízelmotor. A dízelmotor sajátossága, hogy terhelhetősége és leadott teljesítménye fordulatszámfüggő, alacsony fordulaton nem terhelhető, ezért járműhajtásra közvetlenül nem használható fel.