A jak spadnout zpátky do doby kamenné, kde se nám o takových vymoženostech, jako je předpověď počasí, internet, nebo GPS, může nechat jen zdát. Zní to jako hloupost? Možná. Je to ale reálnější, než si myslíte. Prostor kolem Země je totiž znečištěný zrovna tak jako její povrch, a čím víc vesmírného odpadu kolem nás poletuje, tím složitější je udržet satelitní systémy funkční. Výsledkem tak může být nejen to, že se budeme muset znova naučit číst v mapě, ale taky to, že Elonův plán na kolonizaci Marsu nakonec vůbec nemusí vyjít ne proto, že bychom na to neměli technologie.
Když mluvíme o vesmírném odpadu/smetí (space debris), myslíme tím opuštěné raketoplány, vyhořelé nosné rakety, nefunkční satelity apod. a taky všechny malé i velké kousky všeho možného, co se z nich odlomilo nebo ulouplo, nebo co se rozprsklo všude kolem po tom, co explodovaly. A že explodují každou chvíli, protože když volně krouží kolem Země, je jasné, že se někdy taky potkávají.
Kumulování vesmírného odpadu začalo zcela logicky s tím úplně prvním na oběžnou dráhu vyneseným satelitem, což byl v roce 1957 sovětský Sputnik 1 (americký satelit Vanguard 1 vypuštěný o rok později je mimochodem nejstarším kusem odpadu stále ještě kroužícím po naší orbitě).
A nepřestalo ani navzdory tomu, že se už poměrně dávno vědělo, že to jednou může být velký problém. Protože Vesmírný závod, protože politika a protože přes překážky ke hvězdám je tak líbivá člověčí představa.
Co všechno obíhá Zemi
| Od roku 1957 jsme do vesmíru vypustili 5990 raket (nepočítaje faily), které na oběžnou dráhu Země umístily asi 10490 satelitů |
| Satelitů je „tam nahoře“ pořád asi 6090 (funkčních jen 3300) |
| Celková hmotnost všech vesmírných objektů na oběžné dráze Země je aktuálně více než 9100 tun |
| Katalogizováno a pravidelně sledováno je momentálně 28210 objektů definovaných jako „trosky“ |
| Odhadované množství vesmírného odpadu na oběžné dráze je: |
| 34 000 objektů větších než 10 cm |
| 900 000 objektů o velikosti 1 – 10 cm |
| 128 milionů objektů o velikosti 1 mm – 1 cm |
Zdroj: Evropská vesmírná agentura (ESA), aktualizováno 18. listopadu 2020
Databázi vesmírných objektů (lodí, satelitů, ochranných štítů a nosných raket) rotujících kolem Země začal americký NORAD sestavovat v podstatě hned po Sputniku 1. A když se pak v sedmdesátých letech zveřejnila, pustil se na jejím základě jistý astrofyzik z NASA Donald J. Kessler do sestavování vlastní teorie, co se s odpadem na oběžné dráze Země bude dít dál. Této teorii publikované v roce 1978 se říká Kesslerův syndrom.
Čím víc letů, tím víc odpadu. Čím víc odpadu, tím méně letů
Kessler nebyl první, kdo na tenhle problém upozornil – sci-fi autor Willy Ley, který v roce 1954 předpověděl Eurotunel a větrnou, sluneční a geotermální energii (ale zároveň taky fandil vysušení Středozemního moře kvůli vzniku nového kontinentu Atlantropa), už v roce 1960 podotknul, že se bordel kolem Země bude muset nejprve uklidit, než do raketoplánu nasedne člověk.
To se samozřejmě nestalo.
Kesslerův teoretický scénář (také nazýván Kesslerův syndrom, efekt, kolizní anebo ablační kaskáda) říká, že jednou bude kvůli znečištění vesmíru hustota objektů na nízké oběžné dráze Země (LEO – Low Earth Orbit) dostatečně vysoká na to, aby mohly jejich vzájemné srážky způsobit celou srážkovou kaskádu.
Laicky řečeno: Jedna srážka bude generovat x úlomků a různých jiných kousků, které se rozprsknou a budou narážet do dalších objektů. Těmi srážkami se pak uvolní dalších x úlomků, co se rozprsknou a budou narážet, a tak dále a tak dále.
Perpetuum mobile
Čím víc letů, tím víc odpadu a čím víc odpadu, tím větší riziko poškození satelitů, které nám dolů na zem vysílají počasí, internet, GPS a spol., ale také tím větší nebezpečí pro astronauty, kteří by se za cestami do vesmíru museli nejdřív probít velkou rotující skládkou, z níž je každý milimetrový úlomek může potenciálně stát život. A to nejenže není lehké, ale jakmile množství vesmírného odpadu v nižší orbitě přesáhne určitou hranici, je to rovnou nemožné.
To znamená nejen zapomeňme na Mars, ale zapomeňme i na všechno ostatní, protože ať chcete nebo ne, na 30, 20 nebo 10% šanci přežít každé „vystřelení do vesmíru“ mnoho astronautů nenalákáte. A ty, co by měli jen „spravit“ váš internet, už rozhodně ne.
NASA proto kolem 1978 Kesslerův výzkum značně podpořila, poskytla mu finance a vybavení, aby se zejména na nižší zemskou oběžnou dráhu podíval podrobněji, než se to do tehdejší doby dělalo. A Kessler téměř okamžitě zjistil, že odhady toho, kolik smetí se kolem planety honí, jsou minimálně o 50% podhodnocené. Taky že 42 % odpadu, co kolem rotuje, je výsledkem jen 19 událostí (většinou vyhořelé raketové stupně) a že právě odpad je primárním zdrojem dalších kolizí.
Znečišťovali jsme, co jsme mohli
„Mezi environmentálně nejnebezpečnější činnosti ve vesmíru patří velké konstrukce navržené Strategickou obrannou iniciativou („Star Wars“) v polovině 80. let, pak velké struktury, které se koncem 70. let zvažovaly pro budování orbitálních solárních elektráren, a konečně také anti-satelitní války různých systémů testovaných v posledních 30 letech SSSR, USA a Čínou,“ shrnul Kessler své poznatky v roce 2009.
Ale nejsou to rozhodně jediní znečišťovatelé.
Projekt West Ford
| Kromě raket a satelitů může být dobrým příkladem toho, jak došlo ke znečištění vesmírného prostoru, Projekt West Ford provedený Lincolnovou laboratoří na MIT ve spolupráci s americkou armádou mezi lety 1961 a 1963, tedy na vrcholu Studené války. Komunikace na dálku tehdy probíhala hlavně prostřednictvím podmořských kabelů, anebo se odrážela od zemské ionosféry. A Američané se báli, že Sověti kabely přetnou a jejich jednotky v zahraničí se octnou odříznuty od vzdáleného velení, protože komunikace skrze ionosféru ne vždy fungovala tak, jak potřebovali. Rozhodli se proto vytvořit si vlastní umělou ionosféru tak, že ve střední orbitě Země vytvoří prstenec ze 480 milionů měděných dipólových antén (o velikosti jehly), co jim s komunikací pomohou. Nahoru jehly vynášely hned tři mise, než se povedlo je rozprsknout tak, jak bylo potřeba, a nějakou dobu komunikace skutečně „běžela“ jejich prostřednictvím. Relativně zanedlouho ale tahle forma komunikace zastarala. Jehly na oběžné dráze ale zůstaly. Sem tam nějaký jejich shluk shoří v atmosféře, v březnu 2020 ale NASA pořád ještě evidovala 36 shluků vesele poletujících kolem. |
ISS se musela třikrát vyhýbat
Množství odpadu ve vesmíru dál roste i dnes. Např. jen úmyslné zničení meteorologického satelitu FengYun-1C v roce 2007 nejen zdvojnásobilo množství trosek v nadmořské výšce kolem 800 km, ale také navýšilo celkové množství vesmírného odpadu rotujícího v té době kolem Země o 30 %.
„Přestože již léta existují opatření, která by měla nárůstu vesmírného odpadu kolem Země zabránit, žádný pokles nevidíme. Likvidaci vesmírných objektů po skončení jejich mise se sice postupně daří zlepšovat, ale stále to jde velmi pomalu,“ říká Holger Krag, vedoucí programu Evropské vesmírné agentury (ESA) pro vesmírnou bezpečnost.
Někteří vědci důrazně varují před Starlinkem Elona Muska, který plánuje na nízkou oběžnou dráhu kolem Země vynést téměř 12 tisíc malých satelitů a tím nás výrazně přiblížit ke scénáři Kesslerova syndromu
Mezinárodní vesmírná stanice (ISS) musela např. jen za poslední rok provést nouzové úhybné manévry, aby se vyhnula rotujícímu se smetí, hned třikrát. Aktuálně na ní pobývá sedm lidí.
Co se může stát, když bude odpadu moc:
| – Můžeme ztratit všechny satelitní služby – internetové a komunikační, GPS, předpověď počasí, monitoring klimatických změn atd. |
| – Astronauti na ISS budou ve smrtelném nebezpečí a další se nahoru už zřejmě nedostanou, nastane tedy úplný konec cest do vesmíru |
| – Vesmírný průmysl i všechny firmy poskytující satelitní služby zkrachují a lidé přijdou o práci, což může způsobit velkou globální ekonomickou krizi |
| – Zastaví se celá řada vědecký studií (nejen o vesmíru) a místo rozvoje bude lidstvo velmi pravděpodobně stagnovat či zpomalovat |
| – Planeta Země se zcela izoluje od ostatního vesmíru, nikdo nebude moct k nám a my nebudeme moct ven, pravděpodobnost kontaktu s jinou civilizací tak klesne na nulu |
Make Earth orbit clean again!
Dobrou zprávou je, že lidstvo má tendenci si poradit i s těmi nejzapeklitějšími situacemi, a proto se podle britské společnosti Technavio specializující se na průzkumy trhu odhaduje, že jen mezi roky 2020 – 2024 bude do nového odvětví – monitoring a odstraňování vesmírného odpadu – v přepočtu investováno 13 miliard korun. Nejen vědci si totiž uvědomují, jaké nebezpečí kosmické smetí představuje nejen pro astronauty, ale zejména pro byznys.
Kolem Země tam, kde je koncentrace odpadu největší, krouží např. i veliká (váží přes 8 tun) neaktivní evropská družice Envisat.
Kessler předpověděl, že právě ona může být v následujících 150 letech, kdy bude ještě kolem Země kroužit, primárním iniciátorem srážek.
Nejedna srážka navíc končí explozí, a jak v Marťanovi trefně poznamenal Mark Watney: “Fire makes everybody die in space”.
Na 2025 je proto naplánovaná historicky úplně první mise zaměřená na „vesmírné uklízení“, jmenuje se ClearSpace-1 a je financovaná Evropskou vesmírnou agenturou. Za cíl má vylétnout do výšky 800 km, čapnout vyřazenou Vespu (Vega Secondary Payload Adapter) a stáhnout ji s sebou dolů tak, aby shořela v atmosféře.
Vespa má kolem 100 kilo stejně jako menší satelit a má jednoduchý tvar, který by mělo být snadné čapnout, díky čemuž si vysloužila tohle historicky první místo, i když byla vypuštěna teprve v roce 2013. A pokud se vše podaří tak, jak má, další uklízecí mise budou následovat.
Studie NASA i ESA se totiž shodly na jednom – jedinou cestou k tomu, jak stabilizovat situaci na oběžné dráze, je přestat doufat v to, že všechno smetí jednou shoří v atmosféře, nebo vyrotuje hlouběji do vesmíru, a začít ho místo toho aktivně odstraňovat. Do kritického Kesslerova scénáře totiž momentálně nemáme zase tak daleko.
A Mars čeká.
Foto: pixabay.com