Od počiatku vesmírnych letov sa do okolia našej planéty dostávali tony odpadu, ktoré predstavujú na orbitálnych dráhach veľké riziko pre budúce misie. Za desiatky rokov sa situácia výrazne zhoršila a z blízkeho okolia našej Zeme sa stalo „vesmírne smetisko“. Európska vesmírna agentúra vydala správu, v ktorej informuje o množstve odpadu obiehajúceho okolo planéty. Ako je potrebné tento veľký problém riešiť?

Ľudská aktivita vo vesmíre začala písať históriu ešte v roku 1957, kedy bol na orbitu vynesený vôbec prvý satelit Sputnik 1, ktorý bol vyslaný na nízku dráhu 4. októbra toho roku. Tento prvý výtvor človeka vo vesmíre obiehal okolo našej planéty 3 týždne, než sa vybili jeho batérie. Následne bol stiahnutý do zemskej atmosféry.

Ako dekády plynuli, zintenzívnila sa aj činnosť človeka vo vesmíre a množstvo satelitov vôkol Zeme. Podľa neziskovej organizácie UCS bolo vo vesmíre ku koncu júla tohto roka 2787 satelitov v prevádzke, ktoré sú rozmiestnené na rôznych orbitálnych dráhach.

Niektoré odhady hovoria o ešte väčšom množstve. Existencia armádnych satelitov je totiž často utajená, a preto nie je možné stanoviť ich presný počet.

So stále častejším vypúšťaním družíc do vesmíru a s letmi astronautov sa však zvyšovalo aj množstvo vesmírneho odpadu, ktoré je tvorené práve pozostatkami už nefunkčných satelitov alebo častí rakiet. Tony a tony takéhoto odpadu potom výrazne zvyšujú riziko zrážok s funkčnými družicami, ktoré sú vystavené veľkému počtu úlomkov z týchto nepotrebných kusov techniky.

Zrážky satelitov s vesmírnym odpadom a úlomkami sú obrovskou hrozbou

Nebezpečné úlomky pritom vznikajú mnohými spôsobmi, najčastejšie explóziou spôsobenou zvyšným palivom alebo batériami. Takýchto udalostí v okolí našej planéty neustále pribúdalo a ani v posledných rokoch sa situácia výraznejšie nezlepšila. S tak veľkým množstvom vesmírneho odpadu sa následne zvyšuje aj riziko zrážok s inými objektami, ktoré môžu byť trvalo poškodené a znefunkčnené.

Satelity musia neraz vykonávať manévre, aby sa úlomkom vyhli. Jeden taký nedávno vykonala dokonca aj Medzinárodná vesmírna stanica, ktorá operuje na orbite vo výške zhruba 400 km, aby sa vyhla vesmírnemu odpadu vzdialenému len 1,39 km od stanice.

Dráha letu úlomku sa krížila s ISS a astronauti vykonali 150 sekundový manéver, čím zrážke zabránili. So stúpajúcim množstvom úlomkov a odpadu vo vesmíre sa podobné scenáre môžu opakovať čoraz častejšie. S podobnými situáciami sme sa stretli už v minulosti.

Zobraziť celú galériu (5)

Príčiny vzniku trosiek vo vesmíre. Zdroj: ESA

Riaditeľ Programu pre vesmírnu bezpečnosť, Holger Krag, vysvetlil, že napriek intenzívnym meraniam a pozorovaniam sa počet takýchto udalostí neznižuje. Zlepšuje sa však likvidácia odpadu a zariadení po skončení ich misie, no pokrok v tomto smere je len veľmi pomalý.

Podľa Kragových slov je tiež potrebné vyvinúť technológie, ktoré by zabránili zrážkam s úlomkami, a zároveň musia regulačné orgány sledovať množstvo vesmírneho odpadu a dodržiavať stanovené pravidlá v rámci svojich jurisdikcií.

S riešením prišiel už aj SpaceX a NASA a ďalší

Pre zlepšenie situácie bolo vytvorených a schválených aj niekoľko medzinárodne platných pravidiel, ktoré majú pomôcť k vyčisteniu a dosiahnutiu udržateľného prostredia vôkol Zeme bez veľkého množstva úlomkov a vesmírneho odpadu.

Týmito odporúčaniami a pravidlami sa už začali riadiť aj viaceré vesmírne agentúry a súkromné spoločnosti, ktoré navrhujú zariadenia tak, aby za sebou nechávali čo najmenšie množstvo odpadu po ukončení misií.

Dokonalým príkladom v tomto smere môže byť taký SpaceX, ktorý už od roku 2005 vyvíjal znovu použiteľné rakety. Začínal s Falconom 1 a po 13 rokoch vývoja sa dopracoval až k doteraz najlepšej verzii Falconu 9 Block 5. Práve táto raketa má za sebou vyše 100 štartov, pri ktorých spoločnosť mnohokrát opakovane využila aj 1. stupeň či aerodynamické kryty pre užitočné zaťaženie.

Zobraziť celú galériu (5)

SpaceX

Aj jeden takýto štart s opakovane využitým stupňom rakety a ďalšími časťami dokáže zabrániť rozšíreniu vesmírneho smetiska o desiatky ton ďalšieho odpadu. SpaceX však 2. stupeň rakety opakovane nevyužíva. Pripomeňme len, že veľmi podobnú znovu použiteľnú raketu ako Falcon 9 začali vyvíjať aj Rusi. Viac sa dočítaš v tomto článku.

Veľkú kritiku si firma Elona Muska vyslúžila za satelity Starlink, ktorých na nízku orbitu vyletelo od mája 2019 už 815 kusov. Desiatky testovacích satelitov vypustených na začiatku programu však SpaceX sťahuje z orbity. Prvú verziu Starlinkov vyrobil tak, aby 95 % ich konštrukcie zhorelo pri návrate v zemskej atmosfére.

Zobraziť celú galériu (5)

Global Meteor Network

Od novembra 2019 pritom vypúšťa vylepšenú verziu satelitov, ktoré po skončení životnosti zhoria v atmosfére úplne. Aj to je teda príklad toho, ako znížiť množstvo vesmírneho odpadu.

Podobným spôsobom sťahuje satelity z orbity aj NASA, ktorá prednedávnom zničila pri lete v atmosfére posledný z konštelácie satelitov ešte z roku 1964. K zníženiu množstva odpadu vo vesmíre boli navrhnuté aj ďalšie pravidlá. Nižšie prikladáme 4 dôležité body, ktorými sa riadia agentúry a spoločnosti po svete.

Medzinárodné pravidlá a odporúčania pre dosiahnutie udržateľného priestoru vo vesmíre: 

• Navrhovať rakety a kozmické lode tak, aby sa minimalizovalo množstvo trosiek, ktoré sa oddelia počas štartu a misií vo vesmíre.
• Eliminovať riziko explózie zariadení vo vesmíre uvoľnením prebytočnej energie (ako napríklad vypustenie paliva). Týmto spôsobom sa znefunkční satelit po presiahnutí svojej životnosti.
• Odstrániť nefunkčné zariadenia z dráhy operujúcim satelitom (zhodením do atmosféry, kde zhoria, alebo ich presunutím na „pohrebisko“ – orbitálna dráha vo výške zhruba 300 km nad geostacionárnou orbitou, pozn. redakcie)
• Zabrániť zrážkam úlomkov dôkladným výberom orbitálnych dráh pre satelity a použitím manévrov pre eliminovanie rizika kolízie

Pravidlá sa čoraz častejšie dodržiavajú pri satelitoch aj raketách

Týmto smerom sa vyberá čoraz viac vesmírnych agentúr a spoločností. Trend v dodržiavaní medzinárodných pravidiel sa síce výrazne nezlepšil, no za posledné roky bolo odhadom najviac 20 % objektov vypustených na orbitálne dráhy prispôsobených tak, aby sa minimalizovalo riziko vzniku vesmírnych trosiek.

Najvyšší podiel bol dosiahnutý v roku 2018, kedy pokračovalo aktívne zostupovanie satelitov z konštelácie Iridium, aby boli bezpečne zneškodnené. Podobné zlepšenie platí aj pre samotné rakety, z ktorých až 70 % splnilo odporúčania pre obmedzenie vzniku trosiek počas misií.

Zobraziť celú galériu (5)

Pixabay

Zo všetkých rakiet za poslednú dekádu tieto odporúčania ale dodržalo 60 – 80 % z nich. Mnohé z nich sa po štarte ocitnú na nízkej orbite, odkiaľ môžu byť bezpečne zneškodnené po zostupe do atmosféry. V tomto smere bolo od roku 2017 úspešne zneškodnených približne 30 % všetkých rakiet.

Práve ich konštrukcie predstavujú najväčšiu hrozbu pre satelity vo vesmíre. V prípade satelitov na vysokých orbitálnych dráhach, ako na geostacionárnej orbite vo výške 36 000 km, je množstvo z nich prispôsobených tak, aby sa zamedzilo vzniku trosiek aj po skončení ich prevádzky. Podľa ESA sa podarilo úspešne obmedziť vznik trosiek v prípade 90 % takýchto geostacionárnych satelitov.

Vesmírny odpad zaberá okolo Zeme veľa priestoru

Napriek snahe vesmírnych agentúr, spoločností a medzinárodným pravidlám sa situácia s odpadom vo vesmíre mení pomaly a aj aktuálne je vôkol Zeme obrovské množstvo trosiek z nefunkčných satelitov a rakiet, ktoré zaberá podľa dát ESA odhadom až 85 000 m² priestoru. Pre porovnanie bolo množstvo odpadu vo vesmíre pred 20 rokmi ani nie polovičné.

Zobraziť celú galériu (5)

Rozloha vesmírneho odpadu. Štatistiky s dátami od roku 1957. Zdroj: ESA

Dôležité je aj samotné monitorovanie tohto množstva trosiek, ktoré slúži vesmírnym agentúram ako odrazový mostík pri určovaní rizika kolízií s novými alebo existujúcimi satelitmi. Podľa správy Európskej vesmírnej agentúry dochádza ročne v priemere až k 12 nehodám, pri ktorých vznikajú ďalšie a ďalšie úlomky v dôsledku explózie, kolízie s inými objektami alebo z iných príčin.

Budúcnosť si vyžaduje viac úsilia

Plány a napredovanie v snahe zamedziť vytváraniu ďalšieho množstva vesmírneho odpadu nie sú márne. Je však potrebné presadiť takéto zmeny v globále, aby boli vynášané satelity a rakety prispôsobené práve podľa vyššie spomínaných medzinárodných pravidiel a odporúčaní. Aktuálne nemá žiadna vesmírna agentúra alebo súkromná spoločnosť k dispozícii raketu, ktorú by mohla na 100 % opakovane využiť.

Budúcnosť však môže priniesť mnohé prekvapenia. Čo ak sa ale „vesmírny cintorín“ nad geostacionárnou dráhou zaplní? Čo keď už nebude možné zhadzovať väčšie nefunkčné satelity do oceánu?

Zobraziť celú galériu (5)

EUROPEAN SPACE AGENCY/D&SENSE/ONIRIXE

Bude sa množstvo vesmírneho odpadu naďalej zvyšovať, až pokým výtvory človeka nezahltia priestor okolo Zeme úplne? Alebo sa vyberieme správnou cestou a uvedomíme si, že aj priestor okolo našej planéty je len obmedzený.

Možno, že raz budeme musieť vyslať aj do vesmíru „smetiarsku raketu“, ktorá by sa o prebytočné množstvo odpadu postarala, no nateraz je riešením zlepšiť myslenie a vývoj budúcich satelitov a rakiet, ktoré sú hlavným problémom vzniku trosiek a kolízií na orbitálnych dráhach.