Űrszemetes: Tényleg szemét keletkezik-e bárhol ahova lépünk?

Mi az az űrszemét és miért olyan kockázatos? Miért lehet veszélyes egy gombostű is az űrben és mit tehetünk a védelem érdekében? Szemeket az égre, indulunk!

Ha azt gondoltad volna, hogy csak a Földön szemetelünk, és csak ott probléma ez a témakör, akkor sajnos ki kell, hogy ábrándítsalak. Már az 50-es évek végén elkezdődött a Föld körüli pályák és a világűr szemetelése. De ne rohanjunk ennyire előre, tisztázzuk az űrszemét fogalmát először; űrszemét alatt nem az űrhajósok által kidobott szemetet értjük, hanem minden olyan dolgot, amit emberi tevékenység juttatott az űrbe és nincs haszna. Ez a jelenség akkor keletkezett, amikor pályára állították az első műholdat. Ez pedig a Szputnyik-1 gyorsító rakétájának utolsó fokozata volt, amin nem volt se mérőeszköz se kommunikációs felület. Tehát 1957 óta van jelen az űrszemét jelenség, ami ma már majdnem 9000 keringő műhold széteséséből, felrobbanásából vagy ritkább esetben összeütközéséből származik.

Meddig él egy űrszemét?

A Föld körüli pályán keringő, meghajtás nélküli tárgyak folyamatosan alacsonyabb pályára kerülnek, amit a csekély légköri fékezés okoz. Mivel a tárgy folyamatosan ütközésben van apró levegőmolekulákkal, csökken a helyzeti energiája. A csökkenő energia miatt kerül az űrszemét egy alacsonyabb. Az alacsonyabb légköri pálya azonban sűrűbb levegővel is jár, így minél alacsonyabban van a tárgy annál gyorsabban veszít az energiájából. Ez a folyamat addig tart, amíg olyan alacsony pályára nem kerül az adott tárgy, ahol a sűrű légkör már radikálisan lelassítja, a magas súrlódástól pedig a legtöbb űrszemét el is ég a légkörben.

Továbbá, az antropogén hatások következménye a megnövekedett szén-dioxid koncentráció a légkörben, ami kutatások alapján hatással lehet az űrszemét elhelyezkedésére és ez által élettartamára is. Az alsó légköri rétegben a széndioxid hőmérséklet növekedést, ami az alacsony Föld körüli pályán (200-1200km) keringő űrszemétre kisebb fékezőerő hatást eredményez, így emelkedik a Föld körüli keringésük ideje. Most felmerül benned a kérdés, hogy ha úgyis elégnek ezek a tárgyak a légkörben, akkor miért is beszélünk problémáról? Nos azért, mert ez a folyamat akár évtizedekig is eltarthat.

Miért veszélyes az űrszemét?

Ez eleinte nem is volt probléma, hiszen az űr hatalmas, és az űrkutatás első évtizedeiben kevés eszköz keringett a föld körül, és szinte kizárt volt, hogy bármilyen űrszemét összeütközzen vagy egy másik űrszeméttel, vagy akár egy műholddal. Sajnos mára ez már globális problémává vált, hiszen nagy mennyiségben állítunk műholdakat Föld körüli pályára az utóbbi évtizedben. Az ESA (Európai Űrügynökség) statisztikai adatai alapján körülbelül 900 000 darab 1 cm-nél nagyobb törmelékobjektum kering a Föld körül.

Akármennyire is apró egy darab űrszemét korán sem veszélytelen, hiszen:

1. A radarokon a 10 cm alatti törmelék darabok nem jelennek meg
2. Képzeljünk el egy 1 köbcentiméter térfogatú törmelékdarabot. Ha ez a darabka 10km/másodperc sebeséggel halad (ami az űrben lassúnak számít) és becsapódna bármibe (legyen az űrállomás vagy más objektum), akkor az ütközés robbanási energiája egy kézigránátéval lenne egyenlő.

Mit érzékelhetünk ebből mi a Földön?

Nem is gondolnánk milyen sok űrszemét esik vissza a földre anélkül, hogy elégne a légkörben. Például 1969-ben néhány japán tengerész könnyebben megsérült a hajóján, 1997-ben pedig egy amerikai hölgyet súrolt egy Delta rakéta el nem égett darabja. Tulajdonképpen nagy szerencsénk van, a The Economist becslései alapján naponta 1-2 tonna törmelékobjektum zuhan a Föld felé, aminek négyötöde porrá válik, de a nem elégett darabkák tudnak komoly sérülést vagy akár halált is okozni. Továbbá, a légkörben nem elégő űrszemét a tengerbe is kerül, és ott okoz károkat az élővilágban.

Amit tényleg a saját szemünkkel is érzékelhetünk mind ebből az a fényszennyezés, ugyanis szakértők szerint a Föl körül keringő műholdak és ezek által generált űrszemét nagyjából 10%-ban felelős az éjjel látható fényszennyezésért. Az űrszemét sokszor az asztrológusokat is félrevezeti ezzel hátráltatva a csillagászat tudomány gyors fejlődését. Ha legközelebb csillagmegfigyelésen vagy, akkor érdemes feltenned a kérdést; valóban csillagokat látsz vagy űrszemetet.

Megoldások az Űrszemét eltüntetésére

Az ESA olyan technológián dolgozik éppen, ami automatikus ütközési figyelmeztetést generál, pontos keringési adatokkal, csökkenti vagy akár el is távolítja az űrben keringő törmelékobjektumokat. Például, a már nem használható, de még valamennyi üzemanyaggal rendelkező műholdakat lehet óceán fölötti pályára terelni, hogy ne évtizedekig keringjen az űrben, hanem égjen el a légkörben. Természetesen, a légkörbe lépés megtervezése nem olyan egyszerű feladat, hiszen fontos elkerülni a lakott területeket, illetve a repülők és hajók menetrendjét, egy esetleges ütközés elkerülése végett.

Megoldást jelenthetnek a takarító és kamikaze műholdak. Például a Kaspersky biztonságtechnikai cég a StartRocket startup-al kollaborációban fejlesztett ki egy kisméretű szemétgyűjtő műholdat, ami ragacsos polimerhabbal fogja meg az útjába kerülő űrszemetet, majd a Föld felé húzza a tárgyakat, hogy azok eléghessenek a bolygó atmoszférájában. A tesztek már folyamatban vannak, és a cégek 2023-ra ígérik a találmányt. A kamikaze műholdak a megragadott célponttal együtt égnének el, a légkörbe való belépéskor. Tehát a takarító műholdaknál meg kell oldani azok üzemanyag ellátását, a kamikaze műholdaknál pedig alacsony előállítási költséggel kell rendelkezniük, hogy megérje ez a fajta technológia.

A lézeres űrszemét eltávolítás is lehet célravezető, főleg, ha pulzáló lézerekről beszélünk. Ezekhez nem igényelnek sok energiát, illetve pulzálás sebessége állítható. Legideálisabb esetben a lézer bázisa a Föld lenne, mert itt könnyebben megoldható az energiaellátás, továbbá a lézer nagy hatósugaraival a már nagyon apró törmelékeket is el tudja pusztítani. Természetesen, egy darab lézerállomás nem lenne elég; ahhoz, hogy az egész égboltot le tudjuk fedni sok-sok ilyen állomásra lenne szükség a Földön, ami hatalmas költségekkel jár.

A világunkat áthatják a műholdas technológiák, ezért igazán fontos lenne csökkenteni az űrszemét mennyiségét. Sajnos a földi pályákon kívülre eljuttatott, már nem használt űrszondák száma is növekszik, így már a Hold felszínén is jelent meg hulladék. Nagyon úgy tűnik, hogy mindenhol szemetet hagyunk, ahova lépünk. Tehát bármilyen űrszemét eltüntető módszert is választunk, a legfontosabb a további űrszemét elkerülése és a jelenlegi minimalizálása.