ikoktejl

Archiv vydání magazínu Koktejl

KOSMICKÉ SRÁŽKY

Na oběžných drahách kolem Země je přes 2000 umělých družic. Mnohem více je však úlomků a kosmického smetí od plechů zbylých po posledních stupních nosných raket, přes malé šroubky až po kousky oprýskané barvy milimetrových rozměrů. Nejenže jsou zcela neužitečné, jsou navíc nebezpečné, jak jich přibývá. Roste zcela reálné riziko vzájemných srážek a srážek s kosmickými loděmi, možná i s fatálními následky. Taková srážka je mimo lidskou představivost a spíš než o srážce v pozemském smyslu slova lze mluvit o výbuchu. Jeho následkem je vznik stovek tisíc až milionů malých tělísek, která se dále druhotně lavinovitě srážejí a rozmělňují a zanášejí kosmický prostor zdaleka nejen podle dráhy původních těles před srážkou. Jak se zintenzivňovala kosmická činnost, aniž by se dbalo na perfektní technologii, přibývalo krachů na oběžné dráze, kolem Země se vytvářel prstenec šrotu a prachu, a hrozil tzv. Kesslerův syndrom, tj. ucpání kosmického prostoru v blízkosti Země a tím neúměrný nárůst rizika pro další kosmickou činnost.

PŘÍRODNÍ ČIŠTĚNÍ

Podle dnešních znalostí však nehrozí, že by kosmonautika mohla v budoucnu skončit na zaneřáděný kosmický prostor. Něco zvládne příroda sama, o něco se musíme postarat my.

První podmínkou, jak úspěšně likvidovat kosmické odpady, je vědět, kde co létá. Teprve potom je možné řešit, co s tím, respektive kam s tím. Není v podstatě rozdíl, zda se srazíte se šroubkem centimetrové velikosti nebo sněhovou koulí o průměru 1 m; oba letí hyperrychlostí, oba mohou zabíjet. Jen tělíska pod 1 mm neprorazí stěnu nebo okénka kosmické lodi, ale pouze je poškrábou, popř. degradují sluneční panely a citlivé části přístrojů na palubě.

Družice a každý její úlomek je na dráze kolem Země rušen souborem gravitačních a negravitačních zrychlení. Gravitační pocházejí od gravitačního pole Země, Měsíce, Slunce a planet, negravitační od magnetického pole Země, slunečního záření a pro blízké dráhy hlavně od atmosféry. Ani ve výškách několika tisíc kilometrů nad Zemí není ideální vakuum. Družice se o atmosféru brzdí, a to tím víc, čím je blíže Zemi, kde je větší hustota atmosféry, tím víc, čím je větší sluneční aktivita (vede k větší hustotě v dané výšce) a tím víc, čím je družice lehčí a rozměrově větší (balon je rušen více než těžká koule). Dráha družice se stále přibližuje Zemi (dráhu si lze představit spíše jako mírně se stáčející spirálu než nehybnou elipsu), až družice zanikne v hustých vrstvách atmosféry. Nejmenší výška, kde se ještě běžná družice dokáže udržet, je 90-100 km. Tomuto osudu se nevyhne nic, ani smítko prachu, ani kosmická loď ponechaná napospas bez aktivních motorů. Existují ovšem specializované geodynamické družice s velmi malým poměrem plochy k hmotnosti (viz KOKTEJL 2/97), které jsou negravitačními poruchami ovlivňovány minimálně, ale i ty nakonec skončí v atmosféře, i když s ohledem na původní výšku letu po statisících či milionech let.

Zemská atmosféra v součinnosti s naším Sluncem hraje kladnou roli ve vymetání kosmického smetí z blízkých oběžných drah. Roky slunečního maxima jsou obzvlášť příhodné; vymetání je pak rychlejší a důkladnější. Většiny kosmických odpadků se netřeba bát, v atmosféře nic nepoškodí a jen výjimečně je v jejich konstrukci něco tak kompaktního, že nám to spadne na hlavu jako "meteorit". Otřesnou výjimkou jsou však družice, které k pohonu přístrojů používají nikoli sluneční baterie, ale radioaktivní materiál (235U).

CO MUSÍME UDĚLAT MY

Příroda si často pomůže sama... Ale to je jen částečná pravda, platící pro ty nízké dráhy. Na zánik objektů na vysokých drahách bychom čekali staletí, neboť hustota atmosféry a tím i její odpor, který klade družici, klesá exponenciálně s výškou; družice a další objekty na geostacionární dráze jsou zabydleny teoreticky navěky.

Mohli bychom odpadky prostě sebrat a "někam" odvézt! To je však nejen neúnosně drahé, ale při daném počtu a rozmístění drah s dnešní technikou neproveditelné. Raketoplán dosáhne jen do pár set kilometrů výšky a nějaký automatizovaný sběr odpadu není dosud vyřešen. Rozmetat velké kusy na malé by bylo přímo zkázonosné, neboť úlomků by přibylo a i malé několikacentimetrové kousky jsou velmi nebezpečné, vzhledem k rychlostem, kterými se pohybují. Bránit se lze bezpečnější konstrukcí družic a kosmických lodí, např. zdvojit stěny. To ale neřeší příčiny. Bezpodmínečně nutné bylo zlepšit technologii, aby se zbytečné výbuchy nosných raket a rozpady družic ve dráze už neopakovaly. To se postupně prosazuje a je to dobrou vyhlídkou do budoucna. Navíc klesá počet ročně vypouštěných objektů, jak se všude šetří (hlavně v Rusku, bývalém hlavním znečiťovateli). Byly i pokusy se záměrnou likvidací družic nepřítele útočnými družicemi-

-zabijáky (killer satellite), ale to je o něčem jiném a snad to s odchodem studené války definitivně skončilo - to byl vedle běžných technických havárií hlavní zdroj malých kosmických úlomků. Pomineme-li nejnižší dráhy (pod 500 km), kde se o naše odpadky rychle postará "atmosférické koště", jde nyní o vyšší a vysoké dráhy a o zvláště nebezpečné družice (už nefungující), nesoucí radioaktivní materiál.

Co s tím? Naštěstí, obsazenost drah mezi 2000 a 35 000 km je až na malé výjimky (např. oblast kolem 20 tisíc km se sklonem k rovníku kolem 60 stupňů, kde jsou družice navigačních systémů USA a Ruska) nepatrná, takže tam kolize moc nehrozí. Objekty tam zůstanou jako dar našim prapravnukům, jako symbol naší arogance k životnímu prostředí a ukázka neschopnosti řešit cokoli komplexně. Jen výjimečně dnes může některá družice nebo poslední díl její nosné rakety dostat pokyn, aby se zbytkem paliva v nádrži provedla manévr, kterým se nasměruje buď do atmosféry, kde shoří, anebo do vzdáleného kosmického prostoru, který je opravdu nevyčerpatelný a kde může létat navěky. Pro budoucnost je tato cesta dobrým řešením.

NUKLEÁRNÍ MATERIÁL NA OBĚZNÉ DRÁZE!

Dnes je na oběžných drahách kolem Země asi 50 družic s radioaktivním materiálem (235U), používaným místo slunečních panelů. Snad až na jednu (SNAPSOT 1965), jsou všechny sovětské. Většinou jsou ve výškách kolem 950 km. Kdyby se s jejich vypouštěním mělo pokračovat dnešním tempem, byly by v roce 2000 nad našimi hlavami tři tuny radioaktivního odpadu. Už víme, že jsou dráhy v prostoru rušeny, vyvíjí se, zejména se díky odporu atmosféry postupně přibližují k Zemi, až zaniknou v její atmosféře. Nebudou-li objekty s radioaktivním pohonem sesbírány a zlikvidovány, začnou v příštím a dalších stoletích zamořovat zemskou atmosféru. Navíc samozřejmě jako u každého jiného objektu hrozí riziko srážky na dané dráze. (Kosmos 954 dopadl do neobydlené oblasti Kanady v roce 1978, patrně díky změně dráhy po kolizi s jiným objektem). Podle mého názoru nelze vypouštění družic s radioaktivním materiálem do blízkého kosmického prostoru hodnotit jinak, než jako zločinecké počínání Říše zla; poločas rozpadu 235U je 700 000 let! Žádná další družice tohoto typu by už nikdy neměla být vypuštěna. Vhledem ke zvláštní nebezpečnosti, vypracovali sami Rusové projekt na sběr a likvidaci těchto družic. Sbírat by je měl automat (loď typu Kosmos 929) a uskladňovat na palubě starého dosloužilého Saljutu. Až by byl Saljut naplněn, dostal by pokyn odletět k Slunci. Pokud pokyn správně splní, žádné nebezpečí nehrozí. Dokonce kdyby si někdo troufl posbírat pozemský odpad z jaderných elekráren a vypustit ho do vzdáleného kosmického prostoru, bylo by to definitivní řešení.

GEOSTACIONÁRNÍ DRÁHA - VYČERPATELNÝ PŘÍRODNÍ ZDROJ

Geostacionární dráha je taková rovníková dráha umělé družice Země, obíhající ve směru rotace Země, pro kterou se úhlová oběžná rychlost družice a úhlová rychlost rotace Země rovnají. Pozemskému pozorovateli se pak zdá, že družice visí nad rovníkem stále na tomtéž místě. Geostacionární dráhy vytvářejí rovníkový pás ve výšce asi 36 000 km nad zemským povrchem o tloušťce kolem 30 km. Je-li dráha nižší než geostacionární (blíže k Zemi), ale stále nad rovníkem a ve směru rotace Země, družice Zemi předbíhá vzhledem k pozemskému pozorovateli a přesunuje se mu na východ, a naopak.

Geostacionární dráha je velmi užitečná pro telekomunikační, spojové a meteorologické družice. Byl to věhlasný Dr. A. C. Clarke, který ještě před vypuštěním první umělé družice Země přišel s takovým skvělým nápadem. Dnes je úzký pruh geostacionární dráhy obsazen více než stovkou objektů. Problém je, co s "přežilými". Přístroje na družici popř. zdroje energie (sluneční baterie) časem vypovědí službu a z družice je neužitečná hromada plechu, která doslova zaclání dalším adeptům na místo. Dříve se nedělalo nic, a tak družic přibývalo, až nastal poplach; vysílání z jednotlivých geostacionárních družic začalo vzájemně interferovat; navíc vědci stále strašili se zvyšujícím se rizikem vzájemných kolizí na geostacionární dráze, zejména od objektů již neaktivních, volně plovoucích v zeměpisné délce díky gravitačním a dalším dráhovým poruchám. A tak se společnosti vlastnící družice musely - chtě nechtě (jde o peníze), odhodlat k činu. Problém se řeší tak, že se jakoby vyřeší - ve skutečnosti se řešení odsune na příští generace. Před očekávaným koncem aktivního života geostacionární družice se zapnou motory a družice se přesune na vyšší, nadstacionární, tvz. hřbitovní dráhu (graveyard, disposal orbit), kde o místo není nouzi. Palivo a manévr něco stojí, takže je snaha přesunovat co nejméně a jednorázově. Současně se ale musí zaručit, že gravitační a negravitační poruchy hřbitovních drah budou tak malé, že družici nevrátí zpět do geostacionárního pásu. Různé studie provedené dráhovými dynamiky a geodety (např. ESA Darmstadt - evropská obdoba NASA, OSN, u nás Astronomický ústav AV ČR a VÚ geodetický ve Zdibech) doporučily různé minimální přesuny, od 50 km do 200 km nad geostacionární dráhu, aby se zajistilo pro nejbližší století, že hřbitovní dráha dráhu geostacioární nepřekříží.
 
Září 1997
powered by contentmap

You have no rights to post comments

 

 

Publikování nebo další šíření obsahu webu je bez písemného souhlasu redakce zakázáno. Společnost Czech Press Group, a.s. zaručuje všem čtenářům serveru ochranu jejich osobních údajů. Nesbíráme žádné osobní údaje, které nám čtenáři sami dobrovolně neposkytnou.

 

Publikované materiály na www.czech-press.cz (pokud není uvedeno jinak) jsou vlastní texty iKOKTEJL a texty redakcí a spolupracovníků magazínů KOKTEJL, OCEÁN, EVEREST, PSÍ SPORTY, KOČIČÍ PLANETA, V SEDLE, Koktejl SPECIAL a Koktejl EXTRA.

Czech Press Group