Európai rendszer épül az űrszemét követésére

Védett Föld körüli pályákat, a mainál szigorúbb szabályokat terveznek a szakemberek a műholdak használatára, főleg a működésük utáni időszakra. Emellett egy európai űrszemétkövető rendszert is létrehoznak, amely az USA és Oroszország mellett harmadikként monitorozza a Föld körüli térséget - határoztak egy a közelmúltban megrendezett űrszemét-konferencián. 

Űrszemétnek nevezzük mindazon emberi eredetű, a Föld körül keringő testet, amely már nem lát el semmilyen feladatot. Az űrszemét egy része működésből kivont műhold, valamint olyan utolsó rakétafokozat, amely a Föld körüli pályán maradt - de itt említhetők az űrséták és szerelések során elszabadult eszközök is. Mivel az egyes darabok Föld körüli keringési sebessége több kilométer másodpercenként, egy apró, csavarhúzó méretű tárgy is végzetes lehet, ha egy űrhajóval vagy űrállomással találkozik.

A bolygónk körüli térségben egyre több az ilyen veszélyes törmelék, amely alkalmanként már közvetlen anyagi károkat is okozott. A helyzet áttekintésére és a jövőbeli katasztrófák megelőzésének kidolgozására 2009. március 30. és április 2. között Darmstadtban rendezték meg az ötödik európai konferenciát az űrszemétről.

Mint arról korábban beszámoltunk, nemrég egy használatban lévő Iridium műholdat tett tönkre egy nekiütközött űrszemétdarab. A Nemzetközi Űrállomás pályáját is több alkalommal módosítani kellett már a hozzá veszélyesen közel elhaladó darabok miatt. Korábbi összefoglaló anyagunkban áttekintettük a bolygónk körüli űrszemét helyzetét napjainkban. Mint azt bemutattuk, az űrtevékenység során évente keletkező felesleges testek, illetve az ezek ütközésekor létrejövő újabb darabok száma nagyobb, mint amennyit a légköri súrlódás, majd felizzás "elfogyaszt" - ennek megfelelően teljes számuk fokozatosan emelkedik.

A Föld körüli térség gazdasági szerepe viszont növekszik, ezért fontos a darabok precíz követése és a védekezési módok fejlesztése. Ezek kidolgozása és tervezése végett tartották nemrég az ötödik európai űrszemét-konferenciát Darmstadtban. A rendezvényen 21 ország mintegy 330 kutatója vett részt, eredményeiket 100 előadás és több mint 40 poszter segítségével mutatták be. A konferencia főbb megállapításai az alábbiakban foglalhatók össze.

Teendők a közeljövőben

Kiemelt fontosságú a megelőzés, amelynek keretében lassítani kell az újabb testek űrszemétté válását. A kidolgozott javaslat szerint bizonyos űrbeli tevékenységek csak meghatározott zónákban végezhetők, illetve léteznek tiltott, avagy csak korlátozottan használható térségek. A kiemelt védelmet élvező zónák az alábbi ábrán láthatók. Ide tartoznak a 2000 kilométernél alacsonyabban húzódó pályák, és a 34 786 és 36 786 km közötti magasságú geoszinkron útvonalak közül azok, amelyek 15 fokkal az egyenlítői sík "fölött", illetve "alatt" húzódnak.

A három kiemelt védelemre szoruló zóna a Föld körül. Piros: alacsony Föld körüli útvonalak, kék és zöld: geoszinkron pályák (CNES)

A második fontos teendő a már létrejött űrszemétdarabok felismerése és követése. A kisebb testek felfedezése terén jelentős előrelépés történt az optikai tartományban végzett megfigyelésekkel. Ugyanakkor az így felismert testek nehezen követhetők, az optikai mérések csak annak megbecslésében adnak támpontot, hogy eltérő magasságú pályákon mekkora az apró testek átlagos sűrűsége és méreteloszlása.

A konferencián javaslat született arra vonatkozóan, hogy Európának az amerikai és orosz berendezésektől függetlenül ki kell fejlesztenie egy saját radar- és optikai alapú űrszemét-felderítő, valamint űrszemétkövető rendszert. Ebben nemcsak földfelszíni észlelőműszerek lesznek, hanem Föld körül keringő műholdakra telepített detektorok is.

Űrszemétvadászat

Az Egyesült Államokban az űreszközök követését végző katonai szervezet (U.S. Space Surveillance Network, US SSN) működteti a stratégiai parancsnokságot (U.S. Strategic Command), amely jelenleg 13 943 legalább 10 centiméteres űrszemétdarab mozgását követi. Hasonló rendszert Oroszország is fenntart - azonban a harmadik űrnagyhatalomnak, Európának eddig még nem volt ilyen hálózata.

A tervezett európai megfigyelőrendszer (Space Situational Awareness, SSA) célja nemcsak az űrszemétdarabok azonosítása, mozgásuk követése és minél pontosabb megfigyelése lesz, hanem az úgynevezett űridőjárás monitorozása is. Ez a Föld körüli térségben uralkodó sugárzások, részecskeáramok folyamatos figyelését jelenti, amelyek szintén káros hatással lehetnek a műholdakra, távközlése rendszerekre. Harmadik témakörként felmerült, hogy a hálózat bizonyos mértékig a bolygónkat veszélyeztető földközeli kisbolygók és üstökösmagok keresésében is használható lehet.

Az űrszemétdarabok (piros) és a használtaban lévő műholdak (világoskék) magasság szerinti eloszlása 2007-ben a Föld körüli pályán

A konferencia harmadik nagy témaként a védekezéssel foglalkozott, elsősorban a becsapódás pillanatában jelentkező károkat elemezték. A kisebb méretű űrszemétdarabok ugyanis nem feltétlenül törik darabokra a céltárgyat - előfordulhat, hogy enélkül is súlyos sérülést okoznak. Itt a műholdak védelme érdekében a tartalékrendszer jelent megoldást: olcsóbb lehet néhány berendezésből tartalékot beépíteni egy műholdba, mint egy egész műholdat pótolni, ha csak nem valamelyik kritikus elemet teszi működésképtelenné egy apró ütközés.

A testek számának célzott csökkentése, tehát a már fent keringő objektumok begyűjtése is a jövő fontos irányvonalaként lett kijelölve. Azonban az is egyértelmű, hogy itt rendkívül drága módszerekkel lehetne csak eredményt elérni.

Forrás: ESA

Kitérő manőver európai segítséggel

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) évente több alkalommal is végez pályamódosítást, hogy elkerülje egy-egy űrszemétdarab veszélyes megközelítését. 2008. augusztus 27-én az akkor még az ISS-hez kapcsolódott Jules Verne európai teherűrhajó segítségével végezték el a szükséges manővert.

A teherűrhajó hajtóműve 5 percen és 2 másodpercen keresztül üzemelt. A művelettől az űrállomás keringési magassága enyhén csökkent, sebessége pedig 1 méter/másodperccel megváltozott, mindennek eredményként biztonságos távolságban haladt el egy veszélyes űrszemétdarabtól..

Az űrtevékenység egyre több ponton és egyre erősebben kapcsolódik a földfelszíni gazdasághoz, ezért egy-egy műhold kiesése komoly problémákat okozhat. Az űrszemét káros hatásának mérséklése ma már gazdasági érdek is. Ennek megfelelően az Európai Űrügynökség (ESA) mintegy 620 millió eurót kíván áldozni a fenti megfigyelőrendszer fejlesztésére és kiépítésére a következő tíz évben.