Űrszemét

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A lap korábbi változatát látod, amilyen B.Zsoltbot (vitalap | szerkesztései) 2021. április 1., 13:06-kor történt szerkesztése után volt. Ez a változat jelentősen eltérhet az aktuális változattól. (→‎Az űrszemét megsemmisítése: AWB)
Űrszemét a Föld körül
Űrszemét által okozott lyuk a Challenger űrrepülőgép kabinjának ablakán
Űrszemét gyűrű
Egy Delta-2 hordozórakéta Szaúd-Arábiában lezuhant harmadik fokozata
Az űrszemét térbeli eloszlása „felülnézetből”, poláris irányból nézve

Az űrszemét, más néven kozmikus hulladék, mindazon mesterséges eredetű tárgyak neve, amelyek a világűrben keringenek, és már nem hasznosíthatók és nem hozhatók működőképes állapotba. Ezek a tárgyak főleg a mesterséges holdak és űrállomások kisebb-nagyobb levált darabkái, alkatrészei, valamint használaton kívüli műholdak, alacsony Föld körüli pályán maradt utolsó rakétafokozatok és az űrséták, szerelések során elszabadult eszközök, amelyek együttesen alkotják a kozmikus hulladékot.

Az űrszemét veszélyei

A világűrben mozgó hulladékok nagy veszélyt jelentenek a Föld körül keringő objektumokra. 1957-ben juttatták Föld körüli pályára az első mesterséges holdat, a Szputnyik–1-et, és azóta becslések szerint mintegy 600 ezer 1 cm-nél nagyobb méretű tárgy került a világűrbe, az ennél kisebbek száma pedig milliós nagyságrendű.[1] Az űrszemét egy része nagy tömegű alkatrészekből áll, így a hordózórakéta-fokozatok, vagy műholdak elérhetik a 2 és 10 tonna közötti tömeget is.[2] A világűrben működő űreszközökre egy kisebb méretű tárggyal való összeütközés is katasztrofális hatással lehet, hiszen a becsapódás sebessége elérheti a 10 km/s sebességet is, vagyis a 36 000 km/órát. Az űrállomások a világűrben 300–400 km magasságban tartózkodnak, ebben a térségben különösen veszélyes ezeknek a tárgyaknak a kontroll nélküli mozgása, mégis a legnagyobb veszélyt a 800–1500 km-es zónában mozgó objektumok jelentik, mert itt a földmegfigyelő holdak keringenek. Az Egyenlítő fölött 36 ezer km magasságban húzódó, távközlési és meteorológiai célokra használt geostacionárius pálya is nagyon túlzsúfolt, az ütközések veszélye nagy, úgynevezett „kozmikus dugók” alakulhatnak ki.

Az orosz irányító központ számos esetben módosította a Nemzetközi Űrállomás pályáját, hogy elkerüljenek egy-egy keringő hulladékdarabot vagy kedvezőbb feltételeket teremtsenek egy űrhajó dokkolásához.[3][4]

Kozmikus környezetvédelem

A világűr környezetének védelméhez hozzátartozik a kihelyezett eszközök (műholdak, űrállomások) biztonságos üzemeltetése, a szennyezés megelőzése és a kozmikus hulladék eltávolítása, megsemmisítése. Ennek érdekében nemzetközi jog szabályozza[5] az objektumokkal kapcsolatos kérdéseket és a munkában részt vevő szervezetek közti együttműködést. A COPUOS (ENSZ Világűrbizottság),[6] az IADC (Ügynökségek közötti Űrhulladék Bizottság) környezetvédelmi szabályozásra irányuló tervezetei ennek a folyamatnak a kifejlesztésén munkálkodnak.[7] A munkában aktívan részt vállaló szervezetek: Nemzetközi Világűrjogi Intézet (International Institute of Space Law, IISL),[8] Nemzetközi Asztronautikai Szövetség (IAF),[9] Világűr Békés Felhasználásának Bizottsága (General Assembly’s Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, COPUOS), az ENSZ Világűrrel Kapcsolatos Ügyek Irodája (OSA).

Emlékezetes esetek

Az első amerikai űrséta (Gemini–4) során Edward White elhagyott egy fél pár kesztyűt. A kesztyű egy hónapon keresztül 28 000 km/h sebességgel keringett a Föld körül.[10]

1979 júliusában a 77 tonnás Skylab űrállomás a Föld atmoszférájába történő visszatérésekor az Indiai-Óceán délkeleti részén és Nyugat-Ausztrália egyes részein szórta szét darabjait, az alkatrészek közül nem minden zuhant a földre, hanem továbbra is alacsony pályán keringett.[11]

2006-ban Suni Williams egy Expedition-14 keretében egy űrséta alkalmával veszítette el Kodak DCS 760 fényképezőgépét, a kamerát rögzítő csavar kilazult annak ellenére, hogy többször megragasztották.[12]

2008 novemberében egy egész szerszámtáska szabadult el az STS-126 küldetése során, a táskát Magyarország területén is megfigyelhették a csillagászok. 2009. augusztus 3-án magyar idő szerint délután 3 óra körül lépett a Föld légkörébe és a Csendes-óceán felett semmisült meg.[13]

2011 júniusában a Nemzetközi Űrállomás legénységének kellett a biztonság kedvéért átszállni az űrhajókba és felkészülni a menekülésre egy űrszemét miatt, amely végül 250 méterrel az űrállomás mellett haladt el.[4]

2014. január 16-án a hivatalos amerikai katalógusban 10 257-es számmal ellátott űrszemét miatt, amely korábban az 1977 júliusában felbocsátott amerikai Delta-1 hordozórakéta legfelső fokozatának egy darabja volt, elhalasztották a Nemzetközi Űrállomás (ISS) pályájának tervezett módosítását.[14]

A 2016-ban irányíthatatlanná vált Tienkung–1 űrállomás, amely évekig keringett a Föld körül, végül becsapódására 2018. április 2-án került sor.[15][16][17]

Karambolok a világűrben

2005 januárjában a US Space Surveillance Network (Amerikai Világűrmegfigyelő Hálózat) munkatársai élő adásban nézték végig, ahogy egy 31 éves amerikai rakéta maradványai ütköztek frontálisan egy 2000-ben felbocsátott kínai rakéta harmadik fokozatával.[18]

2009. február 10-én, a Szibéria felett 790 km magasan keringő műholdas kereskedelmi mobil távközlési rendszer részeként üzemelő Iridium műhold ütközött a Kozmosz-2251 műholddal, amely már egy évtizede használaton kívül van. Az amerikai megfigyelőhálózat mérései alapján a két összeütköző műhold kb. 600 darabra esett szét.[19]

Ellenőrzésük

A NORAD (North American Aerospace Defense Command), az Egyesült Államok világűrmegfigyelő rendszere szolgáltatta az első adatokat az űrszemét mozgásáról. A NASA 2002-ben új űrszemét-figyelő rendszert vezetett be az alacsony Föld körüli pályán 200 és 2000 km között mozgó tárgyak megfigyelésére az ORDEM2000-et.[20] Az űrszemét megfigyelése az űrutazások gyakoribbá válása miatt létfontosságúvá vált, ezért az USA (NASA) és Oroszország (RKA) mellett egy európai megfigyelő rendszert is létre kívánnak hozni és katalogizálni az összes világűrben keringő objektumot.

Európában 2005 óta tartanak űrszemét-konferenciákat, a legutolsó 2009. március 30. és április 2-a között megrendezett darmstadti konferencia[21][22] kiemelt témája a megelőzés és a már meglévő űrszemétdarabok felismerése és követése. A megelőzés során lassítani kell újabb testek űrszemétté válását. A javaslatok szerint bizonyos zónákra korlátoznának űrbeli tevékenységeket, illetve léteznének korlátozottan használható és tiltott területek is. A kiemelt védett zónákba sorolják a 2000 kilométernél alacsonyabban húzódó pályákat, és a 34 786 km és a 36 786 km közötti magasságú geoszinkron útvonalak közül azokat, amelyek az egyenlítői sík „fölött”, vagy „alatt” 15 fokkal húzódnak.

A meglévő űrszemétdarabok nyomon követésére született egy javaslat, miszerint Európában egy önálló radar- és optikai alapú űrszemét-felderítő, valamint űrszemétkövető rendszert (Space Situational Awareness, SSA) kell kifejleszteni, ahol a földfelszíni észlelőműszereken kívül Föld körül keringő műholdakra telepített detektorok is figyelik az objektumokat. Az európai SSA-képességek kialakításáért az Európai Űrügynökség (ESA) felelős. A terv első, előkészítő fázisa az 50 millió eurós költségvetésű SSA Preparatory Programme, melyet az ESA miniszteri szintű tanácsa 2008 novemberében fogadott el, végrehajtására pedig a 2009–2011-es időszak állt rendelkezésre. Az első fázis magában foglalja a már létező európai berendezések és intézmények összehangolását. A második fázis a teljes értékű működő rendszer megvalósítása, melyre a tervek szerint a 2012–2019 között kerül sor. A rendszerbe be kívánják építeni a már ma is működő franciaországi GRAVES rendszert, a Nagy-Britanniában Flyingdales mellett működő, valamint a Németországban telepített FGAN radart.

2015-re az űrszemét élőben követése is megvalósult, az Amerikai Védelmi Minisztérium SpaceTRack[23] nevű honlapján gyűjtik az adatokat, amelyek a Stuff in Space[24] oldalon jelenítődnek meg nagyon látványosan.

Az űrszemét megsemmisítése

A használaton kívüli, de kevés üzemanyaggal még rendelkező műholdakat célzottan valamelyik óceán felé irányíthatják. A légkörbe való belépés megtervezése és lebonyolítása komoly feladat, mert nem csak a lakott területek elhelyezkedését, hanem a repülők és a hajójáratok mozgását is figyelembe kell venni. Amennyiben a kapcsolat megszakad az irányítás és az objektum között, a műhold véletlenszerű helyen és időben léphet a Föld légkörébe.

A japán Nitto Seimo,[25] halászhálókat gyártó cég kifejlesztett egy speciális, űrszemetet befogó eszközt, melyet a Kounotori 6 teherűrhajó szállított a Nemzetközi Űrállomásra. Az eszköz egy 700 m hosszú pányva, melyet az űrhajó vontat maga után. Ez az alumíniumból és acélsodronyból álló háló lelassítja a befogott űrszemetet, amely azután a légkörbe érkezve megsemmisül.[26] Az első befogásra tett kísérlet 2017. január 28-án történt, azonban a küldetés nem sikerült. A próbatest befogása után nem sikerült a próbatestet elengednie a szerkezetnek, majd mikor végül sikerült, a kábel kiengedése ütközött nehézségekbe. Mivel a teherűrhajó csak megadott ideig tartózkodhatott az űrben, a kísérleteket meg kellett szakítani. Az űrhajót a Csendes-óceán déli része fölé irányították, ahol a légkörbe érve megsemmisült.[27]

Egy angol cég kifejlesztett egy miniatűr műholdat, a Snap–1-et[28] (Surrey Nanosatellite Applications Platform), amely összegyűjti és a sztratoszféra szélére tolja az űrközi szemetet, amely aztán a Föld sűrűsödő légkörébe érve elég; bár alkalmanként előfordul, hogy egy-egy űrhulladék visszatér a Földre (átlagosan napi egy darab).

Drasztikusabb megoldás, és a radioaktív sugárzást kibocsátó objektumoknál nem is ajánlott a műholdak katonai fegyverekkel történő megsemmisítése. 2007. január 11-én a kínai hadsereg a Feng Yun 1C jelű poláris Föld körüli pályán keringő műholdat 865 km magasságban ballisztikus rakétával semmisítette meg (egyes szakértők véleménye szerint katonai erődemonstráció volt a cél). Ennek következtében becslések alapján közel 2300 darab, néhány centiméteres törmelék, 35 ezer, nagyjából egy centiméteres és közel egymillió, legalább egy milliméteres töredék keletkezett.[29] A műholdak lelövése amellett, hogy továbbra is szennyezheti törmeléke a világűrt, nagyon költséges művelet.[30]

Többféle módszerrel kísérleteznek a szemét befogására, kutatások folytak/folynak abban az irányban is, hogy miként lehetne "tapadási elven"" alapuló űreszközt fejleszteni a szemét befogására. A Jet Propulsion Laboratory (JPL) a gekkók lábának tapadási erejét tanulmányozta van der Waals kutatásai alapján. Ezen elv szerint készítettek el egy eszközt, amelyet azután súlytalanságban egy repülő fedélzetén teszteltek.[31]

Az orosz haderő a már a Föld légkörébe lépő és alacsonyabban tartózkodó űrszemetek és a használaton kívüli műholdak elfogására kívánja használni Mach 3-as sebességre felgyorsuló MiG-31-esét. A repülő 280 km-ig képes felrepülni és elkapni a célpontokat. Ennek a gépnek van már egy tovább fejlesztett változata is a MiG-41, amely képes a 3,5 Mach sebesség elérésére.[32][33]

A Surrey Egyetemen kifejlesztettek egy űrszemét befogó eszközt,[34] amelyet a NASA megbízásából 2018. április 4-én a SpaceX Dragon teherűrhajója vitt fel a Nemzetközi Űrállomásra.[35][36]

Az ESA Clean Space programja keretében magyar, miskolci fejlesztésű infravörös és foszforeszkáló jelzőfények fejlesztése is folyamatban van műholdak számára, ezek az űreszközök, takarító robotok dokkolását segítik majd.[37]

Megjelenése a művészetekben

Irodalom

  • Almár Iván-Galántai Zoltán: Ha jövő, akkor világűr, TYPOTEX Kiadó, Budapest, 2007. ISBN 978-963-9664-52-4

Jegyzetek

  1. ↑ Az űrben lebegő tárgyak száma napról napra változik.
  2. ↑ Az űrszemét problémája. (Hozzáférés: 2019. február 24.)
  3. ↑ Hat kilométerrel megemelték az űrállomás pályáját[halott link]
  4. ↑ a b Űrszemét miatt módosítják a Nemzetközi Űrállomás pályáját
  5. ↑ Gál, Gyula: A világűrjog néhány alapkérdése az ezredfordulón. [2007. november 21-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  6. ↑ COPUOS. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  7. ↑ Világűrjog. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)[halott link]
  8. ↑ International Institute of Space Low. [2016. július 31-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  9. ↑ International Astronautical Federation. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  10. ↑ A környezetszennyezés rövid története. [2009. december 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  11. ↑ A műholdak „halál utáni” élete. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  12. ↑ Spacewalk success – array retracted. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  13. ↑ Az elveszett szerszámtáska és társai az űrben. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)[halott link]
  14. ↑ Űrszemét miatt elhalasztották az űrállomás pályakorrekcióját
  15. ↑ CNN, Sol Han, Serenitie Wang and Katie Hunt,. „China's Tiangong-1 space lab breaks up over Pacific Ocean”, CNN (Hozzáférés: 2018. április 4.) 
  16. ↑ Kft., New Wave Media Group. „Akár még a héten becsapódhat a Tienkung-1”, http://www.origo.hu/ (Hozzáférés: 2018. március 29.) (magyar nyelvű) 
  17. ↑ Nace, Trevor. „New York / Chicago In Potential Crash Path Of Out Of Control Chinese Space Station”, Forbes (Hozzáférés: 2018. március 29.) (angol nyelvű) 
  18. ↑ Kinek a szemét zavarja az űrszemét?. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  19. ↑ Űrbeli szeméthalmazok. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)[halott link]
  20. ↑ Orbital Debris Engineering Models. [2009. augusztus 25-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  21. ↑ Fifth European Conference on Space Debris. [2013. július 29-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  22. ↑ Európa sem akar kimaradni az űrszemét kémleléséből. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  23. ↑ Space-TRack website
  24. ↑ Stuff in Space website
  25. ↑ Nitto Seimo Co.
  26. ↑ 106-Year-Old Fishing Net Maker May Have Space Junk Solution. bloomberg.com, 2016. november 29. (Hozzáférés: 2016. december 10.)
  27. ↑ A japán teherűrhajó vége
  28. ↑ Surrey Nanosatellite Applications Platform. [2008. július 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  29. ↑ Törmelékhalmaz a kínai űrfegyver akciója után. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  30. ↑ Lelőtték a műholdat – mindez 30 millióba került!. [2008. február 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. szeptember 22.)
  31. ↑ Űrvilág.hu - Tapadó-fogó eszköz az űrszemét ellen. www.urvilag.hu. (Hozzáférés: 2018. április 4.)
  32. ↑ „Jön a MiG-41, amivel a sztratoszférában harcolnának az oroszok”, 888.hu (Hozzáférés: 2018. április 4.) (magyar nyelvű) 
  33. ↑ Sputnik: Orbital Warrior: What to Expect From Russia's Next Gen Interceptor MiG-41 (angol nyelven). sputniknews.com. (Hozzáférés: 2018. április 4.)
  34. ↑ „Prototype Satellite Launched on SpaceX Rocket Will Try to Clean Up Space Junk”, Popular Mechanics, 2018. április 3. (Hozzáférés: 2018. április 4.) (amerikai angol nyelvű) 
  35. ↑ RemoveDEBRIS University of Surrey (angol nyelven). www.surrey.ac.uk. (Hozzáférés: 2018. április 4.)
  36. ↑ CRS-14 Dragon arrives at Space Station with science bonanza – NASASpaceFlight.com (amerikai angol nyelven). www.nasaspaceflight.com. (Hozzáférés: 2018. április 4.)
  37. ↑ Űrvilág.hu - Foszforeszkáló műholdak. www.urvilag.hu. (Hozzáférés: 2019. május 25.)

Források

További információk

Commons:Category:Space debris
A Wikimédia Commons tartalmaz Űrszemét témájú médiaállományokat.
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/w/index.php?title=Űrszemét&oldid=23734034”