Svemirsko smeće i dalje raste

This is the HTML version on my article published in Crosat, 1998;42:30-1.


Piše: Dr.sc. Zdenko Franić
franic@imi.hr


Od početka svemirske ere započete lansiranjem Sputnjika 4. listopada 1957. godine različite rakete su u orbitu podigle čak oko 20000 tona zemaljskog materijala. Gotovo 1/4 te mase, odnosno oko 4500 tona, danas kruži oko Zemlje u vidu desetak tisuća različitih većih objekata koji se mogu pratiti radarima ili teleskopima. Od toga se samo 5% odnosi na još funkcionalne naprave. Ostatak su različite krhotine - svemirsko smeće. Kada se tome pribroji i oko 150000 čestica veličine 1 - 10 cm u orbitama na visinama 200 - 1500 km, s prosječnim brzinama 10 kmh-1, a koje su premalene da bi se mogle pratiti sa Zemlje jasno se vidi težina problema. Horde tih zemljinih pratitelja nisu lijepo orkestrirane poput malenih mjeseca u jupiterovom prstenu, već više nalikuju roju bijesnih pčela. Kreću se gotovo nasumično, u svim pravcima i različitim brzinama. Sudar s objektom promjera svega 1 cm može uništiti svemirski brod. Već i maleno zrnce promjera samo 1 mm može pak dovesti do ozbiljnog oštećenja svemirskih brodova, orbitalnih stanica ili satelita.

Objekti

Ova računalno generirana slika ilustrira populaciju satelita koji kruže oko Zemlje na visinama nižim od 2000 km, a odnosi se na stanje od 14. prosinca 1990. Naravno, na slici nisu poštivane proporcije.



Ubojita rukavica
Svemirski otpaci sastoje se od najraznovrsnijih objekata kao što su napušteni svemirski brodovi, odbačena tijela uporabljenih raketa, materijalni ostaci neuspjelih svemirskih misija, ostaci satelita, ljuskice boje, pa čak i materijal ispušten iz nuklearnih reaktora koji pojedine letjelice napajaju energijom. Vjerovali ili ne, ima i onoga što nazivamo običnim kućnim smećem. Tako je s ruske svemirske stanice Mir "pobjeglo" oko 200 različitih objekata, a većinom se radilo baš o vrećama sa smećem. Izgleda da se ljudi niti u svemiru ne mogu riješiti loše navike bacanja smeća na neprikladna mjesta. Srećom, budući da Mir kruži na maloj visini, ti objekti padaju prema Zemlji i vrlo brzo sagore u atmosferi. Godine 1965. u misiji Gemini 4, astronaut Edward White je šetajući svemirom izgubio rukavicu. Ta je rukavica krečući se vlastitom orbitom brzinom od 28000 kmh-1 postala vjerojatno najubojitiji komad odjeće u povijesti čovječanstva. Najveći napušteni objekt pripadao je pak Europskoj svemirskoj agenciji. Imao je promjer 4 m i masu 300 kg, a radilo se o napravi za lansiranje nekoliko satelita jednom jedinom Ariane raketom.


Long Duration Exposure Facility

LDEF (Long Duration Exposure Facility) postrojenje lansirano je u orbitu s ciljem da se eksperimentalno odredi utjecaj meteorida i orbitalnog smeća na različite materijale, te da se kvantificira broj sudara. Postrojenje se sastojalo brojnih ploča od različitog materijala, a u orbiti je provelo oko 6 godina.



Praćenje krhotina
Od godine 1957. prosječno je godišnje lansirano 120 novih satelita. Najviše satelita, 129, lansirano je godine 1984., a najmanje, samo 73, godine 1996. Iako su futuristi već 1960.-tih godina razmatrali posljedice povećavanja broja objekata umjetnog podrijetla koji kruže oko Zemlje, tek se početkom 1980.-tih pojavila znanstvena disciplina koja se pozabavila tim problemom. Istini za volju, NASA je već 1966. godine procijenila rizik od sudara svemirskih brodova s ljudskom posadom s nekim takvim objektom. No u proračunima su u obzir uzeti samo veći objekti koji su se na ovaj ili onaj način mogli pratiti. Veći komadi svemirskog smeća danas se prate istim sustavima koje su za hladnoga rata svjetske supersile rabile za praćenje neprijateljskih satelita, odnosno pravovremeno dojavljivanje eventualnog raketnog napada. Takvih objekata veličine do 10 cm katalogizirano je oko 10000. Manji objekti se proučavaju posredno, statističkim metodama. Pomno se prebroje udubine (često pravi mali krateri) na površini svemirskih brodova ili posebnih ploča specijalno u tu svrhu izloženih djelovanju svemirskog okoliša, te potom vraćenih na Zemlju.


 LDEF

Na panelima LDEF postrojenja nađeni su tragovi više od 32000 sudara. Najveći "krater" imao je promjer 0.5 cm. Analize su pokazale da je otprilike pola kratera bila prouzročeno sudarima s meteoridima, a druga polovica sudarima s objektima zemaljskog podrijetla.



Padanje satelita
Ne treba zanemariti niti opasnost koju predstavlja mogući pad raznih krhotina na Zemlju, posebice ako se radi o satelitu na nuklearni pogon. Jednom lansiran, satelit ostaje u orbiti sve dok mu se ne smanji brzina zbog malog, ali stalnog pritiska struje čestica koje emitira Sunce (Sunčev vjetar), te zbog trenja s česticama zraka u razrijeđenim gornjim slojevima atmosfere. Gravitacijska ga sila privlači sve bliže i bliže Zemlji, odnosno u gušće slojeve atmosfere. Srećom, sve veće trenje uzrok je da većina satelita nikada ne padne na Zemlju, već naprosto sagore. Danas u eri Interneta NASA je na adresi: http://oig1.gsfc.nasa.gov/scripts/foxweb.dll/app01? postavila i specijaliziranu tražilicu koja omogućava pretraživanje podataka o tome koji su sateliti, dijelovi satelita ili neki drugi slični objekti pali ili će tek pasti na Zemlju u nekom razdoblju. Tom su se mogućnošću poigrali i scenaristi kultne serije "Život na sjeveru", prije koju godinu prikazane i na HTV-u, kada je dečka prelijepe glavne junakinje usmrtio satelit pavši mu na glavu. Crni se humor zapravo osnivao na stvarnom događaju iz godine 1978. kada je Cosmos 954, sovjetski satelit na nuklearni pogon pao Zemlju na krajnjem sjeverozapadu Kanade. Zbilo se to blizu logora u kojem su kampirala dva trapera, pri čemu su nesretni nalaznici svemirskog otpada i ozračeni. Srećom, radilo se o manjim dozama, iako je brzina doze u blizini fragmenata bila dosta velika: 0.15 Gyh-1 (greja na sat). Za usporedbu smrtonosna doza zračenje je oko 6 Gy. Troškovi operacije "Jutarnje svjetlo" koja je za cilj imala pronaći strašne ostatke zlosretnog satelita i provesti dekontaminaciju koštala je tadašnjih 14 milijuna kanadskih dolara. Nije bila osobito uspješna: pronađeno je tek 0.1% nuklearnog reaktora. Ostatak je zauvijek ostao raspršen na površini od oko 124000 km2. Do sada je zakazalo ukupno šest sovjetskih i tri američka nuklearna satelita, te su ili sagorjeli u atmosferi ili (srećom) pali u oceane odnosno u nenastanjena područja. Zbog ozbiljnosti problema, a kako bi pomogla pri eventualnim budućim takvim događajima, Međunarodna agencija za atomsku energiju (IAEA), kao specijalizirana organizacija Ujedinjenih naroda, razradila je detaljni plan postupaka za slučaj pada nuklearnih satelita.


Orion

Projekt Orion ima za cilj odstranjivanje objekata koji nekontrolirano kruže oko Zemlje, što bi se postiglo uporabom lasera. Više detalja može se naći na NASA-inim WWW stranicama na adresi http://infinity.msfc.nasa.gov/Public/orion/default.html.



Svemirski čistači
Gustoća populacije neželjenih objekata koji kruže oko Zemlje ipak je po svim zemaljskim standardima vrlo mala. Stoga većina svemirskih brodova i satelita za svoga funkcionalnog života još uvijek nisu u većoj opasnosti od sudara sa svemirskim krhotinama. No, pojedine su orbite vrlo ugrožene. Jedan takav sudar generirao bi još više krhotina, dovoljno velikih da dovedu u opasnost druge satelite, koji bi pri tome generirali vlastite krhotine itd. Čišćenje svemirskih krhotina predstavlja veliki tehnološki i ekonomski izazov. Možda je u tome najdalje odmakao Projekt Orion u kojem se za uklanjanje krhotina razmatra mogućnost uporabe lasera stacioniranih na Zemlji. Ti laseri ipak nisu nalik ubojitim oružjima iz znanstveno-fantastičnih filmova kojima zemaljski junaci uništavaju svemirske brodove izvanzemaljaca. Princip rada jest da se laserskom zrakom ispari nešto materijala iz naciljanog objekta što bi ga skrenulo s kursa i poguralo prema atmosferi u kojoj bi sagorio. Neki drugi prijedlozi nisu odmakli dalje od skica, a uključuju primjerice postavljanje u ugroženim orbitama divovskih kugli od nekog spužvastog materijala. Čestica bi u sudaru s takvom napravom izgubila energiju, te bi brže padala prema Zemlji. Bez sumnje, buduće generacije morat će na ovaj ili onaj način ispraviti pogreške uzrokovane kratkovidnim postupcima svojih pradjedova. Današnja generacija Zemljana pak mora sprječavati nekontrolirano gomilanje svemirskog smeća jer uskoro niti usvemiru neće biti dovoljno mjesta.


Croatian Line

Last Update: 6 Dec 1998.

[ http://mimi.imi.hr/~franic]

Webtechs Cougar Checked
Webtechs Cougar Checked!

However, please note there are some non SGML characters in text