Většina lidí si vesmír představuje jako dokonale čistý, kde se v absolutní prázdnotě vznáší jen pár raket a pár družic. Skutečnost je však zcela jiná: na oběžné dráze Země se nacházejí miliony kusů kosmického smetí. Jak nebezpečné jsou zbytky teleskopů a raket a jak se s nimi vypořádat?
Kosmický průmysl je jedním z největších odvětví světové ekonomiky. V roce 2022 tak jeho objem na mezinárodním trhu činil přibližně 469 miliard dolarů (toto číslo nepřestalo růst ani v následujících letech). A navzdory velkému množství potíží spojených s dobýváním vesmíru zůstává jedním z hlavních drobný kosmický odpad. S tím, jak se na oběžnou dráhu dostává stále více objektů, roste pravděpodobnost jejich srážky s odpadem, který tam obíhá.
A vzhledem k tomu, že vyčištění blízkého vesmíru je nákladné a vyžaduje účast všech velkých světových ekonomik, boj proti kosmickému smetí se neustále odkládá. Jinými slovy, dokud je možné vypouštět nové kosmické aparáty a vyhýbat se srážkám s cizími objekty na oběžné dráze, zůstává motivace zapojit se do takové nákladné a obtížně realizovatelné iniciativy velmi nízká.
Nicméně kompletní finanční prověrka NASA týkající se odstranění kosmického odpadu z roku 2023 slibuje dát tomuto úsilí nový impuls. Odborníci v něm popsali finanční náklady a přínosy různých způsobů boje proti rychle rostoucímu kosmickému nebezpečí, přičemž experti také zhodnotili, jak rychle přinesou některé metody odstraňování hmatatelné výhody. Ukázalo se, že existují metody, které se vyplatí do deseti let. To vše dává naději, že některé projekty prevence znečištění a čištění orbity budou brzy realizovány.
Americká monitorovací síť pro sledování vesmíru v současnosti sleduje více než 23 000 kusů vesmírného odpadu většího než tenisový míček. Celkově se na oběžné dráze Země nachází asi 29 000 »odpadních objektů« větších než 10 cm, 670 000 větších než jeden centimetr a více než 170 milionů kusů větších než jeden milimetr. Celkově se odborníci domnívají, že na oběžné dráze Země se nachází asi 100 bilionů nedohledatelných kusů kosmického smetí.
Jedná se o veškeré objekty vytvořené člověkem, které se objevily na oběžné dráze Země v důsledku lidské činnosti. Mezi kosmické smetí patří například celé družice, kterým došlo palivo a jejichž mise skončila, úlomky, které vznikly při srážce větších objektů, a dokonce i drobné kousky barvy, které se během letu oddělily od raket.
Nabízí se rozumná otázka, jak se něco tak malého může stát problémem? Mohl by tenisový míček nebo dokonce něco ještě menšího skutečně poškodit raketu a ohrozit vesmírné mise? Bohužel ano. Například v roce 2016 Evropská kosmická agentura ukázala fotografii promáčkliny ve skleněném průzoru ISS, která byla způsobena srážkou s malým kouskem vesmírného smetí.
Důvodem je rychlost, kterou odpad rotuje: podle existujících údajů se objekty ve výšce ISS pohybují rychlostí přibližně 25 200 kilometrů za hodinu. Tato hodnota je desetkrát vyšší než ta, s níž vylétají kulky ze zbraní na Zemi. Ukazuje se, že i ten nejmenší objekt na oběžné dráze planety představuje nebezpečí pro astronauty a provozovaná letadla. Odborníci to přirovnávají k jízdě po dálnici: dokud se objekty pohybují jedním směrem, nehrozí žádné zvláštní nebezpečí. Je nepravděpodobné, že by do sebe narazily a způsobily vážné škody. Pokud se však dva objekty ve vysoké rychlosti srazí, nelze zabránit hrozivým následkům.
Družice, vesmírné sondy a úlomky obíhají kolem planety v mnoha různých směrech: některé se pohybují vodorovně podél rovníku, jiné svisle podél pólů a některé úlomky se pohybují zpětně. Chaotický vesmírný provoz v kombinaci s velkým počtem objektů vypuštěných na oběžnou dráhu zvyšuje riziko srážky vesmírných zařízení a činí dobývání vesmíru nebezpečnějším. Někteří odborníci se dokonce domnívají, že ignorování tohoto problému může vést k tomu, že lidstvo ztratí možnost jakkoli komunikovat s vesmírem: výhled na hvězdy bude zablokován, družice se zřítí dříve, než dokončí svou misi. Jinými slovy, při kritické míře znečištění se lze rozloučit se všemi vesmírnými ambicemi.
Bohužel stále neexistuje jediná účinná strategie. Většina nápadů je zatím ve fázi vývoje. Některé iniciativy na vyčištění oběžné dráhy se však blíží uskutečnění. Zde jsou některé z nich.
Sledování vesmírného odpadu
Jedním z hlavních problémů vesmírného smetí je, že je velmi obtížné jej sledovat. Z tohoto důvodu vědci ne vždy vědí, kde se potenciální nebezpečí nachází. Jedním z nejjednodušších způsobů, jak tuto krizi překonat, je sledovat vše na oběžné dráze. To dělá například program Privateer: v reálném čase sleduje více než 27 000 největších kusů vesmírného odpadu.
Díky těmto údajům se snižuje pravděpodobnost srážky objektů ve vesmíru, což následně vede ke snížení množství smetí znečišťujícího oběžnou dráhu (velké kusy smetí se nerozpadají na malé, v důsledku čehož zůstává blízký vesmír čistý).
Přestože je tento systém velmi užitečný, má své slabiny, z nichž hlavní je nedostatečná přesnost. Většina objektů kosmického smetí je totiž příliš malá a nelze je sledovat. Kromě toho není vždy možné srážce zabránit, i když je možné hrozbu sledovat. Pohyb družic ve vesmíru a změna jejich trajektorie jsou velmi nákladné. Každý takový manévr stojí společnosti tisíce dolarů. Někdy navíc satelity nelze přesunout, aniž by došlo k vypnutí některých systémů, které monitorují vesmír. V případě výzkumných lodí to znamená nenávratné náklady a ztrátu cenných dat.
Spálení trosek v atmosféře
Nejjednodušší způsob, jak se zbavit vesmírného odpadu, je spálit ho v zemské atmosféře. K tomu je třeba nebezpečný objekt uchopit a přemístit z oběžné dráhy do zóny, kde působí gravitace, kosmické smetí začne padat a na principu meteoritu shoří v horních vrstvách atmosféry.
Aby bylo možné takovou operaci provést, je zapotřebí speciální stroj: měl by úlomek uchopit a dopravit na Zemi. Jan Siminski, odborník na kosmický odpad z Evropské kosmické agentury, odhaduje, že vývoj takového plavidla by stál přibližně 100 milionů eur.
Navzdory tomu Evropská kosmická agentura oznámila první misi na odstranění kosmického odpadu na světě a naplánovala ji na rok 2025. Operací je pověřen švýcarský startup ClearSpace. Jimi vyvinutý »mrchožrout« se podobá drápu: zachytí velké kusy smetí, zpomalí a stabilizuje jejich pohyb, načež spadne na Zemi a rozpustí se spolu s vesmírným odpadem.
Tato metoda má však i své nevýhody: kromě vysokých ekonomických nákladů na každý takový start není »klepeto« schopno odstranit z oběžné dráhy malé kusy odpadu.
Existuje podobný, méně nákladný vývoj, který zahrnuje využití kosmické sítě. V ní budou úlomky trosek zapleteny, načež budou pomocí přístroje podobného harpuně vypuštěny na Zemi. I ten však bude drahý, bude stát přibližně 16 milionů dolarů.
Laserové odpařovače
Dalším možným způsobem, jak se zbavit trosek, je jejich odpaření nebo přemístění z původní oběžné dráhy pomocí laseru. Odborníci z Ústavu aplikované fyziky Ruské akademie věd navrhují umístit na ISS právě takové dělo, které by stanici chránilo před nejnebezpečnějšími částicemi smetí.
U této technologie je však třeba být mimořádně opatrný: výkon laseru musí být zvolen velmi přesně, aby nedošlo k rozbití velkých kusů na menší a v důsledku toho obtížněji odstranitelné. Kromě toho laser nepomůže zbavit se smetí na oběžné dráze, ale pouze ochrání stávající stroje ve vesmíru před poškozením.
Japonští vědci již dlouho pracují na vytvoření první dřevěné družice na světě. Za účelem sestrojení ekologického zařízení testovali různé druhy dřeva a dospěli k závěru, že magnolie se pro dané účely dokonale hodí. Po pobytu vzorků této rostliny na oběžné dráze (ve vesmíru byly devět měsíců) na nich nezůstaly žádné stopy. Vakuum ani radiace slibný materiál nezničily. Díky tomu je dřevo vhodné pro stavbu tělesa a částí družic a představuje vynikající alternativu ke kovu.
Poté, co se hypotéza vědců potvrdila a magnólie se ukázala jako vhodná pro další práci, spolupracovali vědci z Kjótské univerzity se společností Sumitomo Forestry na vytvoření ekologické náhrady pro stávající kosmické lodě, kterou by bylo možné recyklovat, aniž by poškozovala životní prostředí. Při spalování dřevěné družice bude vznikat méně toxický oxid hlinitý, který se může udržet v horních vrstvách atmosféry po mnoho let.
Start alternativní kosmické lodi je naplánován na léto 2024. Zatím nejsou k dispozici přesné údaje o nosné raketě, která objekt vynese do vesmíru. Odborníci se stále rozhodují mezi dvěma hlavními uchazeči: Orbital Sciences Cygnus a SpaceX Dragon.
(cik, TASS)