28 ezer km/h-val mozog, 700 ezer is lehet belőle, mi az?
2017. május 31. írta: MonsoonInfo

28 ezer km/h-val mozog, 700 ezer is lehet belőle, mi az?

hollywoodreporter.pngA Földön az élet minden nappal egyre jobban függ a világűrtől, anélkül, hogy ezt igazán érzékelnénk. Elég csak a technológiai fejlődésre gondolni, vagy arra, hogy hamarosan hétköznapivá válhat az űrturizmus. De mi történne, ha egy nap a GPS nem mutatná az utat, a tévében szünetjel lenne, vagy, ami rosszabb, nem tudnánk előre jelezni a következő hurrikánt? Akár 700 ezer, 28 ezer km/órás sebességgel közlekedő űrszemét, és a növekvő törmelékfelhője nemcsak a globális kommunikációt, hanem végső soron a Föld lakosságát is veszélyezteti, amely folyamat visszafordíthatatlanná válhat. Mivel minden nagy ütközés megelőzése nehéz és költséges is, egyre sürgetőbb a megoldás keresése.

 Milyen érzés, hogy elneveztek önről egy szindrómát?"

- kérdezik gyakran Don Kesslert, az első embert, aki az űrszemét kockázatait felismerte.

1957-ben Oroszország kilőtte a Szputnyik1-et, a Föld első mesterséges holdját. A következő 59 évben 4500 űrmissziót indítottak, és ezzel együtt űrtörmelékek tömkelegét is. Az egész félreértésből indult: azt hitték, a világűr elég tágas ahhoz, hogy két űrpályán lévő tárgy soha ne ütközzön össze, ezért hátrahagyhatóak különböző objektumok. Csak a meteoritok miatt aggódtak, pedig akadt volna más is.

Az első, aki figyelmeztetett a hibás feltevésre, Don Kessler volt, a NASA űrszemét programjának nyugalmazott vezetője, 1978-ban. Ő kezdett azon gondolkodni, hogy ha az ember által felbocsátott tárgyak összeütközhetnek, máris nagyobb gondot okozna, mint a meteoritok. Előrejelzése végül olyan problémává nőtte ki magát, amely csak a klímaváltozás nagyságához mérhető.

Mert űrszemétből rengeteg van: minden tárgy az, amely a Föld körül kering, és semmilyen célja nincs: rakétamaradvány, alkatrészek, használaton kívüli hasznos terhek, a követhetetlen, mm-es tárgytól a 2-10 tonnás méretűig. Akár a félretett holmik, amit melléképületben vagy hátsó kertben tárolunk: el is felejthetjük, de attól még ott van. Ez történik az űrben is, ahol különböző pályákon kering az űrszemét. Az űrpálya nem más, mint egy ív, amit egy, az űrben keringő tárgy leír, amely az alacsony, a közepes és a geoszinkron pályákon is mozoghat. Ezeken az amerikai légierő által azonosított 5-10 cm-nél nagyobb tárgyakból összesen 20 ezer kering, köztük 4900 műhold, amelyből csak 1100 aktív, minden más űrszemét. Ezek átlagosan 27 350 km/órás sebességgel mozognak, tízszer gyorsabban, mint a puskagolyó. Mint egy lőtér, ahol nagyon gyorsak a lövedékek. És hogy milyen sűrűek?

Minden űrsiklón száznál több becsapódás nyomát találják meg visszatérés után. Egy üveggolyónyi tárgy már a kézigránát erejével bír. Az 5 cm-nél kisebb tárgyakat pedig már követni sem lehet, ezekből akár 700 ezer keringhet a Föld körül. Sőt, létezik olyan becslés, miszerint az ennél is kisebb, 1 mm - 1 cm közötti törmelékből akár 150 millió is lehet.

A feladat adott: meg kell akadályozni, hogy ezek emberbe vagy űrhajóba csapódjanak. Ha ez megtörténik, két tárgy hangsebességgel való ütközésekor azok már folyadékként viselkednek. Olyan, mintha minden irányból felrobbanna valami. Ha ezek az ütközések összeadódnak, beindul a Kesslerről elnevezett szindróma, amely egyetlen ütközésnél is láncreakciót jósol. Azaz megsokszorozódik az ütközések növekedése, hiszen eleve több darabra szakad egy tárgy, amelyek annál nagyobb eséllyel ütköznek tovább más tárgyakkal. Így már törmelékfelhő alakul ki, minden műholdat, űrsiklót és űrállomást veszélyeztetve.

Ez gyakorlatilag az űrkutatás és űrutazás végét jelentené.

via GIPHY

25 év után lehet műholdat kivonni a pályáról, azaz legalább az irányításának eddig működnie kell, hogy lehessen mozgatni. Emellett az űrsiklókra pajzsokat tesznek, több rétegből, hogy megfogja a becsapódó tárgyat. De ettől nehezebb is lesz, és könnyebben is eltalálja a törmelék.

Ha követhető tárgyak közelednek egymáshoz, az amerikai légierőre van szükség. Világszerte 25 földi radart és szenzort működtetnek az űrszemét követéséhez, de még a nagyobb tárgyakat is nehéz úgy mozgatni, hogy elkerüljék egymást, mert a pályák is folyamatosan változnak. A légierő figyelmeztetésére pedig csak 80 tárgy képes manőverezni. Például a Hubble űrtávcső nem tud.

Űrhajó fellövésekor figyelik annak pályáját, és akkor engedélyezik a kilövést, ha semmi nem keresztezi az útját. De ha valami már pályán van, azt sokkal nehezebb megvédeni. Az űrállomások 300–400 km magasságban tartózkodnak, ebben a térségben különösen veszélyes ezeknek a tárgyaknak a mozgása, mégis a legnagyobb veszélyt a 800–1500 km-es zónában mozgó objektumok jelentik, a földmegfigyelő holdak magasságában. 

Azt hitték, a fentiek betartásával megelőzik a problémát, amikor 2007-ben a kínaiak úgy döntöttek, szétlövik a saját műholdjukat, a Feng Yun 1C-t. 3300 követhető törmeléket hoztak létre, részben erődemonstrációból – hivatalosan űrszemét csökkentési kísérletként. 2009-ben pedig a Szibéria felett keringő Iridium műhold ütközött az egy évtizede használaton kívül lévő orosz katonai műholddal, 600 darabra szétesve, egy rossz manőver miatt. Először semmisült meg működő tárgy.

 A két esemény minden addigi erőfeszítést lenullázott.

space-debris-visualizing-the-risk-and-informing-stakeholders-s2-a119.png

Országok, amelyek rendelkeznek műholddal, vagy képesek műholdat indítani

Hogyan lehet kitakarítani hát a világűrt?

Minden minden nagy ütközés megelőzése nehéz és költséges művelet, egyre sürgetőbb a megoldás keresése. Az egyik ötlet, hogy bizonyos zónákra korlátoznának űrbeli tevékenységeket. Másrészt, a használaton kívüli, de kevés üzemanyaggal még rendelkező műholdakat célzottan valamelyik óceán felé irányíthatják, de itt lakott területeket, repülők és hajójáratok mozgását is figyelembe kell venni. Amennyiben a kapcsolat megszakad, a műhold véletlenszerű helyen és időben léphet a Föld légkörébe.

Egy japán, halászhálókat gyártó cég fejlesztett egy speciális, űrszemetet befogó eszközt, mely alumíniumból és acélsodronyból álló hálóként lelassítja a befogott űrszemetet, amely azután a légkörbe érkezve megsemmisül. Az első kísérlet idén azonban nem sikerült: a próbatestet nem tudta elengedni a szerkezet, majd a kábel kiengedése ütközött nehézségekbe. Egy angol cég pedig miniatűr műholdat fejlesztett, a Snap–1-et, amely összegyűjti és a sztratoszféra szélére tolja az űrközi szemetet, amely aztán a Föld sűrűsödő légkörébe érve elég; bár alkalmanként előfordul, hogy egy-egy űrhulladék visszatér a Földre (átlagosan napi egy darab).

stuff_in_space.png

A teljes megoldás tehát még várat magára, de a probléma jelentőségét segít megérteni az is, hogy ma már élőben is követhetőek a tárgyak a Stuff in Space oldalon (a képen a kilőtt FY-1C törmelékének pályája).

A Nemzetközi Űrállomást (ISS) is folyton érik becsapódások, többször kerültek törmelékfelhőbe, amit már nem tudtak elkerülni. 2011-ben a biztonság kedvéért átszálltak a Szojuz űrhajóba és felkészültek a menekülésre egy űrszemét miatt, amely végül 250 méterrel mellettük haladt el. Jelenleg átlagosan 70 elkerülést tesznek évente, a többi becsapódással „együtt kell élniük”. Eddig négyszer kellett elhagyniuk az állomást az ISS működése óta.

Itt a fizika megoldatlan kérdéseiről olvashatsz.

A blog Facebook oldala.

 

Forrás: https://conference.sdo.esoc.esa.int/page/programme, https://hu.wikipedia.org/wiki/%C5%B0rszem%C3%A9t, Collision Point, Az űrtisztítási verseny, 2012., http://www.themarketforideas.com/space-debris-visualizing-the-risk-and-informing-stakeholders-a119/, Gravity, hollywoodreporter.com

A bejegyzés trackback címe:

http://monsooninfo.blog.hu/api/trackback/id/tr4512547093

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

gigabursch 2017.06.01. 22:22:56

Mindenképpen érdékes téma, de sokkal inkább érdekelne az, hogy mennyi az az idő, amíg mondjuk érdemi szinten kitisztulna a mai égbolt a jelenlegi űrszemét mennyiségből?

]{udarauszkasz 2017.06.01. 22:23:17

Azert,ha 2 objektum bizonyos szogben utkozik,akkor a mozgasvektoraik kivonodnak egymasbol, foleg,ha nagy szogben mennek egymasnak. Pl.ha egy polaris,es egy egyenlitoi palyan kozlekedo muhold rongyol egymasba,akkor 90 fokban utkozve a roncsok tul sok sebesseget veszitenek, egy reszuk pedig instabil palyan a Foldre potyog. Gaz akkor van,ha nagy excentritasu palyajanak egy foldkozeli szakaszan pl.egy orosz Molnija muhold felgyorsulva belerongyol valamibe. Ott a roncsoknak eleg sebessege marad ahhoz,hogy tovabb keringhessenek a Fold korul,es tovabbi galibat okozzanak.