Odpad kolem nás: Problém vesmírného smetí a jeho řešení

Odpady jsou nevyhnutelným důsledkem lidské činnosti. To, kolik jich vzniká a jaký mají dopad na naše okolí, však záleží především na každodenních rozhodnutích každého z nás. Už při nákupu, používání věcí i při jejich vyhazování ovlivňujeme prostředí, ve kterém žijeme. Každý obal i každá věc mají svůj příběh - stojí za nimi spotřebované suroviny, energie, doprava i lidská práce. Pokud je po jediném použití vyhodíme, znehodnocujeme nejen materiál samotný, ale i úsilí a přírodní zdroje, které byly potřeba k jejich výrobě.

Lidstvo se vydalo do vesmíru již před mnoha desítkami let a tento výkon lze nazvat triumfem vědy a touhy poznávat. Tato aktivita má nicméně také své stinné stránky. Jednu z nich představuje tzv. vesmírný odpad.

Co je vesmírný odpad?

Vesmír je neustále spojen s mnoha záhadami. Lidská zvídavost proto touží po jejich odhalení. S touto činností jsou ovšem spojena i některá negativa. Mezi ně patří i tvorba vesmírného odpadu, který v důsledku lidské činnosti krouží po oběžné dráze Země. A nejedná se přitom o problém, který by šlo jednoduše ignorovat. Množství smetí ve vesmíru neustále přibývá, a tím pádem se zvyšují i určitá rizika.

Jaký odpad aktuálně krouží kolem Země?

Stejně jako na Zemi zůstává po lidech ve vesmíru určité množství odpadu. Jenže ten tvoří na oběžné dráze zanedbatelnou součást výše popsaného problému. Jeho hlavní součástí jsou totiž obaly satelitů, vyhořelé části nosných raket anebo tisíce již nefunkčních družic. Ve skutečnosti jde ovšem vesměs o jejich části, jež vznikají při srážkách. V každém případě se celkově jedná o statisíce předmětů. Dokonce se odhaduje, že vesmírným odpadem je více než 95 % objektů kroužících kolem naší planety.

Za více než půl století kosmické éry lidstva se poblíž Země nashromáždilo přes 110 000 malých (nad 1 cm) i větších objektů umělého původu. Jsou to jednak nefunkční družice, vyhořelé stupně nosných raket, pozůstatky různých experimentů kosmonautů (utržená lana, nářadí). Problémem jsou jejich vzájemné srážky, které znamenají vznik stále nových úlomků. Odhaduje se, že hmotnost tohoto materiálu dosáhla 3000 tun (tíha 30 meganewtonů při zemské gravitaci). Za nejstarší kosmické smetí stále ještě kroužící kolem orbity Země jsou považovány zbytky nosné rakety Vanguard 1 vypuštěné 17. března 1958.

Čtěte také: Řešení problému odpadu u popelnic

Americký vědec Donald J. Kessler v roce 1978 předpověděl, že oběžnou dráhu Země zaplní vesmírný odpad do té míry, že bude nemožné jím proletět, aniž by se poškodilo plavidlo astronautů.

Potenciální nebezpečí vesmírného odpadu

Již jsme naznačili, že smetí ve vesmíru je zdrojem určitých rizik. Tento odpad totiž krouží kolem Země stálou rychlostí téměř 28 000 km/h! Případné srážky s raketoplány, družicemi či Mezinárodní vesmírnou stanicí (ISS) tedy mohou být velice nebezpečné. Vesmírný opad navíc nepředstavuje ohrožení pouze pro objekty ve vesmíru, neboť jednou za čas dochází k tomu, že některé kusy spadnou na povrch Země. I pozemšťané jsou tedy vystaveni rizikům, jež mohou být s přibývajícím množstvím objektů stále vyšší.

Vesmírný odpad tvoří všechny objekty vyrobené člověkem na oběžné dráze Země, které již nejsou funkční. Často se jedná o nefunkční družice nebo vyřazené stupně raket, ale někdy i o malé úlomky kovu nebo barvy. Družice jsou po ukončení své činnosti jen zřídkakdy vyzvednuty a některé se dokonce stávají ze Země neovladatelnými, což zvyšuje riziko srážek. Tyto srážky následně generují ještě více kosmického odpadu, což může vést k řetězové reakci havárií na oběžné dráze.

Astronomové si pochvalují nápad agentury NASA odklízet trosky zařízení z oběžné dráhy okolo Země. Aby se jí to však podařilo, bude muset jednat rychle. NASA se konečně zaměří na oběžnou dráhu Země. Řeč je tentokrát o úklidu odpadu, který se v okolí planety nahromadil za uplynulých pár desítek let především v důsledku rozvoje kosmonautiky a pokročilých komunikačních systémů.

Zástupkyně agentury Pam Melroyová nedávno představila první fázi postupu NASA pod názvem „Strategie pro udržitelnost ve vesmíru“. V nadcházejících měsících uvede i další části strategie, jejichž cílem je mimo jiné společné odklizení vesmírného odpadu na oběžné dráze a také spravedlivé a udržitelné sdílení „zdrojů ve vesmíru“. Různé složky agentury se ekologickou udržitelností v kosmu věnují dlouhodobě, ale teď je konečně čeká sjednocení.

Čtěte také: Hospodářství s odpady v Holešově

Ačkoliv odstraňování vesmírného odpadu není na oběžné dráže jediným problémem, zůstává tím nejpalčivějším. Kromě 10 000 funkčních družic obíhá kolem Země mnoho „smetí“, jako jsou staré kosmické lodě, odpálené raketové stupně a miliony kusů dalšího odpadu. Pohybují se rychlostí vystřeleného projektilu, tedy zhruba 27 000 kilometrů za hodinu.

Problémem je i nový odpad vznikající při nárazu starých kusů do nových. Ničí se tak fungující a nesmírně nákladná zařízení na oběžné dráze a téměř geometrickou řadou vznikají další menší úlomky. Největší obavy mezi vědci panují z ohrožení Mezinárodní vesmírné stanice a astronautů v ní.

Pokud by se na oběžné dráze srazily větší objekty, například družice a zbytky staré rakety, mohl by tam vzniknout takový „déšť“ úlomků, který by využívání oběžné dráhy znemožnil na roky či celá desetiletí. Situaci na oběžné dráze lze přirovnat k dálničnímu pruhu, v němž se auta srazila v hromadné nehodě, avšak s tím rozdílem, že ve vesmíru nejsou odtahová vozidla a následky nelze odklízet bez vynaložení miliard dolarů v průběhu několikaletého procesu.

Pomyslnou poslední kapkou do poháru trpělivosti politiků byl okamžik, kdy Spojené státy, Čína a Indie v rámci zkoušky sestřelily své vlastní družice, a vytvořily tak mrak dalších vesmírných úlomků. V reakci na to americká viceprezidentka Kamala Harrisová vyhlásila v roce 2022 jednostranné mezinárodní moratorium na zkoušky tohoto typu raket.

Řešení problému vesmírného odpadu

Aby se tomu předešlo, mělo by se v první řadě vypouštět méně objektů, ale vesmírné aktivity musí být také udržitelnější, a to opětovným využíváním součástí, kdekoli je to možné. Kromě toho je třeba aktivně odstraňovat kosmický odpad.

Čtěte také: Dětské papírové pleny: složení a likvidace

Snahy mezinárodního společenství

Podle Moriby Jaha, badatele National Geographic, se budou muset jak NASA, tak další vesmírné agentury a společnosti nakonec vyrovnat s tím, že „všechno, co vypustíme do vesmíru, se stane odpadem. A to je už neudržitelné.“

Některé agentury se už podle Jahových návrhů snaží postupovat a NASA je v tom dohání. Evropská vesmírná agentura (ESA) zveřejnila svůj přístup k dosažení nulového odpadu nedávno a realizovat jej chce do roku 2030. Britská vesmírná agentura mezitím oznámila plán udržitelnosti hospodaření s odpadem ve vesmíru od roku 2023 a Japonsko investuje do soukromých vesmírných společností, které budou mít na starosti i problematiku kosmického odpadu. Země spolupracuje také s OSN na zvyšování povědomí politiků celého světa o tomto problému.

Zatímco NASA podle něj zaostává, existují ve Spojených státech také regulační orgány, které do této problematiky mohou rovněž mluvit, jako je komunikační úřad nebo federální letecký úřad. Ty zavádějí každý svá vlastní pravidla pro řešení situace a s jejich pomocí budou nutit soukromé telekomunikační společnosti k tomu, aby „po sobě“ ve vesmíru začaly uklízet.

NASA na rozdíl od svého evropského protějšku v současné době nemá konkrétní plán rozvoje cyklického hospodářství ve vesmíru, tedy program na přepracování konstrukce kosmických lodí, experimentování s novými materiály a palivy a opětovné využívání a recyklaci družic namísto nasazování tolika družic na jedno použití.

Jak by mohl úklid vypadat?

ESA ve spolupráci se soukromou společností Clearspace plánují v roce 2026 vypustit kosmickou loď, jež pomocí robotických ramen zachytí zhruba stokilogramovou část rakety a poté ji bezpečně stáhne do atmosféry Země, kde obě bezezbytku shoří.

Společnost Astroscale nedávno sdílela pozoruhodný obraz zachycený satelitem ADRAS-J (Active Debris Removal by Astroscale-Japan), který ukazuje velký kus kosmického odpadu - vyhořelý horní stupeň rakety o délce 11 metrů, jež obíhá na nízké oběžné dráze Země již 15 let po vypuštění japonského pozorovacího satelitu v roce 2009. Studium kosmického smetí zblízka umožňuje společnosti Astroscale plně pochopit jeho stav a pohyb před jeho odstraněním. Shromážděná data umožní budoucím misím bezpečně se přiblížit, chytit jej robotickými rameny a odvést z oběžné dráhy, kde shoří v atmosféře Země.

Na základě analýzy nákladů a přínosů, kterou si nedávno vypracovala NASA, si vytipovala padesát nejnebezpečnějších objektů na nízké oběžné dráze Země k brzkému odklizení. Většina tvoří opuštěná raketová tělesa a další objekty, jež obíhají v blízkosti důležitých družic.

Statistika vesmírného odpadu

Podle statistického modelu ESA existuje více než 130 milionů kusů vesmírného odpadu menších než milimetr, které jsou lidského původu. NASA uvádí, že celková hmotnost kosmického smetí se blíží 6 000 tunám. Sledovací síť amerického letectva sleduje dráhy 18 000 objektů větších než 10 mm. Rusko provozuje podobný systém jako je ten americký a sleduje 5000 objektů.

Další agentury zabývající se problémem vesmírného odpadu jsou mezinárodní organizace IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee), která se zaměřuje na koordinaci a spolupráci mezi agenturami a ISON (International Space Observation Network), což je mezinárodní síť sledovacích observatoří.

Existuje řada návrhů na řešení problému. Například větší využití raketoplánů (nemají raketové stupně), instalace kosmických „vysavačů“, navádění družic do atmosféry, použití laserů k vypaření nebo „sestřelení“ větších úlomků nebo použití obrovské masy aerogelu, která by zachytávala i drobné úlomky a později shořela v atmosféře.

V současné době se klade důraz na prevenci srážek díky sledování úlomků na často využívaných drahách. Důležité je také zamezit explozím družic, při kterých vzniká obrovské množství úlomků, jako při cvičném sestřelu satelitu čínskou protisatelitní raketou 11. ledna 2007, kdy vzniklo přes 2300 úlomků velikosti golfového míčku a 30 000 úlomků větších než 10 mm.

tags: #odpad #kolem #nas #informace

Oblíbené příspěvky:

• Je kůže ekologická volba?
• Odpady: Ucelený průvodce problematikou
• Jak funguje emise dluhopisů?
• Klavírní tutorial Jan P. Muchow
• Budoucnost v ochraně životního prostředí