A 2024. év űrszemét okozta incidensei – Csizmadia Szilárd
Az űr hasznosítása és az űrkutatás egyaránt jár szeméttermeléssel. Sok cég, űrügynökség nem gondoskodik a már használaton kívül került űreszközeinek biztonságos lehozataláról, a tovább keringő, használatlan, sőt gyakran használhatatlan, mi több irányíthatatlan eszközök szemétként keringenek tovább a Föld körül. Az űreszközök ütközése során törmelék is keletkezhet, ami tovább növeli az űrszemetet. (De űrhajósok is hagynak el egy-egy szerszámot űrséta alkalmával, ami aztán irányíthatatlanul kering tovább, sőt, kicsi mérete miatt gyakran láthatatlanul is, és nem tudjuk, merre van.)
A földi légkör fékező hatással van az űreszközökre is, és az űrszemétre is. A földi légkör ugyanis nem hirtelen szűnik meg, hanem fokozatosan csökken le a sűrűsége, és folyamatosan olvad bele a bolygóközi térbe. Minél magasabbra megyünk, annál ritkább a földi légkör; de több száz, sőt ezer kilométer földfelszíni magasságban is van még ritkás légkör, amely lassan, de biztosan fékezi a műholdakat, űrhajókat, sőt az űrállomásokat is. Emiatt ezek magasságot veszítenek. Az irányítható eszközök magasságát hajtóműveikkel emiatt rendszeresen meg kell növelni.
A fékeződés folyamatos, de pl. a naptevékenység hatással van a földi felsőlégkör sűrűségére, kiterjedésére. Ezért néha a műholdak gyorsabban, máskor lassabban veszítenek magasságukból. Az űrszemét légkörbe-lépésének időpontja ezért nehezen előrejelezhető, jelentős a bizonytalanság, mert a naptevékenységnek a világűrre gyakorolt hatását (az űridőjárást) csak erősen korlátozott pontossággal tudjuk előre jelezni. Egy oldal, ami űrszemét visszatérését, légkörbeni elégésének időpontját előrejelzi valamelyest pontossan: https://www.satview.org/?lang=us.
Az űrszemét visszatérési ideje nagyon hosszú is lehet. Ha a Római Birodalom képes lett volna már pl. 1200 km földfelszíni magasságra juttatni űreszközöket, és azok azóta saját hajtóművek nélkül keringtek volna, akkor kb. mostanában térnének vissza a földi légkörbe. Alacsonyabb pályáról a visszatérési idő azonban sokkal kevesebb is lehet, akár csak néhány száz vagy néhány tíz év. Sőt, a legalacsonyabb, 400 km alatti pályák esetében csak néhány hónap – néhány év, magasságtól és naptevékenységtől függően. Az űrkorszak 1957-ben kezdődött, azóta küld fel az emberiség rendszeresen, és egyre gyakrabban műholdakat, űrtávcsöveket, űrhajókat, űrállomásokat stb. a világűrbe. Egyre több tehát az űrszemét, és némelyiknek vissza kell már térnie. 2019-es becslés szerint kb. 128 millió darab 1 cm-esnél kisebb, kb. 900 000 darab 1-10 cm közötti méretű, és hozzávetőleg 34 000 darab 10 cm-esnél nagyobb űrszemét keringhet a Föld körül. Ne feledjük: egy pici, centiméteres darab is több km/s sebességgel ütközhet neki pl. a Nemzetközi Űrállomásnak, akár végzetes károkat okozva!
2022. novemberéig az összes ország (és magáncég) részéről 25 857 darab űreszközt bocsátottak fel, amelyek közül mindössze 5465 darab működik (az összes felbocsátott 21%-a). Természetesen nem mindegyik nem-működő eszköz egyben irányíthatatlan, de döntő többsége az.
Amennyiben az űrszemét vagy űreszköz eléri a kb. 80-100 km-es magasságot süllyedése közben, a meteorokhoz hasonló fénylést kelt, ahogy ütközik az egyre sűrűbb légkör molekuláival. Ez egyfelől felizzítja és ionizálja maga körül pár tized, vagy pár egész másodpercig a légkört, és meteorszerű, tűzgömbszerű fénylést okoz; másfelől, a légköri fékeződésben elvesztett mozgási energia hővé alakul, és elpárologtatja az űrszemét egy részét. Ez az “űrszemét visszatérése”. A kisebb űrszemetek teljesen elégnek a légkörben, maradványaik mikroszkópikus méretű porként ülepednek le. A nagyobb méretűek azonban túlélhetik a folyamatot, és megmaradt darabjaik lezuhanhatnak a Földre, akár károkat is okozva!
Az űrszemét égését felismerhetjük magunk is, mert a Föld körüli pályán keringő műholdak 7,8 km/s sebességgel lépnek a Föld légkörébe, ami kisebb, mint a leglassúbb meteorok 11 km/s sebessége. Ezért az űrszemét égése általában lassú meteorként/tűzgömbként látszik, gyakran több másodpercig, és az égen könnyen megtehet 100-120 fok hosszú látszó pályát is.
2024 problematikusabb űrszemét-visszatérési incidensei az alábbiak voltak:
2024. március 8-án egy kb. 0,91 kg-os, hengerszerű objektum esett le a floridai Naples-ban (USA). Egy házban okozott károkat, személyi sérülés nem történt. A leesett darab egy EP9 jelű elem volt, ami eredetileg a Nemzetközi Űrállomáson (ISS, International Space Station) volt, és még 2021-ben szabadult meg tőle az ISS.
2024. április 28-án a kanadai Itunában lévő egyik farmon találtak két darab űrszemetet. A nagyobb darab egy 45 kg tömegű, karbonszálas objektum volt, amelyet az Axiom-3 jelű, privát űrhajósokat szállító Dragon-űrhajóról vesztettek el. (Maga az űrhajó 2024. jan. 18-án indult, feb. 9-én tért vissza. Az elveszett darab feb. 26-án tért vissza.)
2024. május 21-én az USA-beli Észak-Karolina tagállamban egy 41 kg-ot nyomó, durván 120×110 cm-es űrszemetet találtak; egy másik, kisebb, valószínűleg ehhez tartozó darab 64 km-rel odébb sértette meg egy ház tetejét. Az űrszemét eredetét vizsgálva kiderült, hogy az a SpaceX Dragon űrhajójából származik, ami a Crew-7 küldetést szállította (egy dán, egy orosz, egy amerikai és egy japán űrhajóst az ISS-re). A Crew-7 2023. augusztus 26-án startolt és 2024. március 12-én tért vissza. Személyi sérülés az űrszemetek visszatérésekor nem történt.
Úgy tűnik, az űrszemét nem csak egy jövőbeni, hipotetikus veszélyforrás, hanem létező probléma már a földfelszínen is. Bár az ESA és más űrügynökségek elfogadtak már standardokat, hogy milyen módon és időhatárok között kell a már nem használandó űreszközöket deorbitálni, azaz biztonságosan visszahozni pályájukról, ez nem nemzetközi érvényű, nem kötelező mindenkire (különösen nem vonatkozik a nem tagállamokban működő magáncégekre, amelyek sokszor saját, sokkal lazább szabványokat vállalnak fel, vagy egyáltalán nem törődnek a jelenséggel). Természetesen pedig az új szabványokat nem érvényesítették a régebben felbocsátott eszközöknél.
Források:
https://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faq/
https://ntrs.nasa.gov/api/citations/19970034583/downloads/19970034583.pdf
https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Space_Debris_FAQ_Frequently_asked_questions
https://www.ucsusa.org/resources/satellite-database
https://www.space.com/object-crash-florida-home-iss-space-junk-nasa-confirms
https://blogs.nasa.gov/spacestation/2024/04/15/nasa-completes-analysis-of-recovered-space-object/
https://www.nytimes.com/2024/07/01/science/space-debris-north-carolina-spacex.html
Related posts:
Űrrepülés és a gravitáció – Gesztesi Albert
Mi okozhatja a Boyajian-csillag fényváltozásait? – Cs. Sz.
A távcsöves bemutatók (járdacsillagászat) veszélyei – Csizmadia Szilárd
TOI-500: egy különleges múltú négyes exobolygó-rendszer – Fröhlich Viktória
Pandóra halmaza a JWST képén (Abell 2744) – Csizmadia Szilárd
