Ve vesmíru začíná být tlačenice. Jak uhlídat 3 000 družic a miliony úlomků smetí?

Srážka dvou družic na oběžné dráze minulý týden – první svého druhu – vyvolala diskuse o metodách sledování těles ve vesmíru. Mohlo by se totiž zdát, že tam začíná být těsno.

ilustrační foto | foto: Profimedia.cz

Od října 1957 do minulého pátku 13. února se lidstvu podařilo vypustit 33 744 umělých družic, kosmických plavidel a meziplanetárních sond. To je ohromné číslo. Ovšem podle slov Antonína Vítka, který vede internetový katalog umělých těles Space 40, dnes létá jenom 3 339 družic a sond, valná většina už nefunguje, je mrtvá, dále zde najdeme 1 823 posledních stupňů raket a 8 011 úlomků a jiných nefunkčních objektů.

K tomu musíme připočítat desítky a možná stovky milionů úlomků tohoto smetí, které vznikly výbuchy a srážkami družic a raket a dále se srážely a drolily. Odhaduje se, že při sestřelu vysloužilé čínské meteorologické družice vzniklo 100-250 tisíc úlomků větších než jeden centimetr a množství šupinek laku odprýsknutého z nátěru družic a raketových stupňů, které mohou například poškozovat optiku družic, může představovat další desítky milionů kousíčků.

Radary a optické teleskopy však dokážou sledovat jenom asi 18 tisíc těchto trosek, zpravidla velkých aspoň 5 centimetrů a do výšky 500 kilometrů. Na geostacionární dráze ve výšce 36 tisíc kilometrů vidí zatím experimentálně i čtvrtmetrové úlomky.

Místo srážky družic.
Místo, kde se minulý týden srazila družice Iridium s ruským Kosmosem.

Menší drobky zatím nelze žádnými prostředky kontrolovat. Podle Severoamerického velitelství letecko-kosmické obrany NORAD (North American Aerospace Defence Command) v Coloradu krouží 84 % všech družic ve výškách přes 800 kilometrů, tedy nad drahami, které používají pilotovaná plavidla.

Mezinárodní kosmická stanice ISS, americké raketoplány a ruské sojuzy totiž létají ve výšce okolo 350 kilometrů. Od konce padesátých let si vybudovaly Spojené státy a Sovětský svaz, nyní Rusko, husté sítě sledovacích stanic, které všechno dění na oběžné dráze monitorují. Ovšem kromě toho mají neméně důležitý úkol – zjišťovat, jestli na ně někdo nevystřelil raketu s náloží, ať už s jadernou, biologickou či chemickou náplní.

Po radarech optické pozorování

Základem sledování byly radary, které v USA spadají pod NORAD. Od února 1964 používají Američané i první stanici pro optické sledování umělých kosmických těles v Cloudcroftu v horách Nového Mexika. Potom za pomoci odborníků z Michiganské univerzity postavili další na Mount Haleakala na Maui na Havajských ostrovech, tentokrát už vybavenou elektronickou optikou.

Dnes existuje přes dvacet stanic Kosmické sledovací sítě (Space Surveillance Network – SSN) vybavených radiolokátory, které rovněž sledují všechno dění v blízkém vesmíru. Špičkou této soustavy je Pozemní elektrooptický dohled do dalekého vesmíru (Ground-Based Electro-Optical Deep Space Surveillance – GEODSS), který má čtyři střediska: Socorro v oblasti White Sands v Novém Mexiku, Mount Haleakala na Havaji, Taegu v jižní Koreji a ostrov Diego Garcia v Indickém oceánu.

Každá stanice používá dva teleskopy o průměru 102 centimetrů a jeden o průměru 38 centimetrů. Už několik let se jedná o vytvoření další základny v portugalském Almodovaru. SSN je i nadále propletená s radarovými stanicemi včasného varovného systému před nepřátelskými raketami.

Tato síť dokáže rádiově a opticky sledovat všechny družice, vyhořelé stupně raket a jejich větší trosky, které krouží okolo Země. Počítače ve štábu NORAD sestavují katalog všech objektů, které krouží okolo Země, a okamžitě je porovnávají s nově objevenými objekty. Přitom jim pomáhají rovněž družice včasné výstrahy.

Kdyby některý stát vypustil bojovou balistickou raketu proti jinému, do 10 minut by tento systém identifikoval útočníka i oběť. Američané se rovněž snaží, aby pomocí SSN prozkoumali všechny létající cizí družice a byli schopni určovat jejich poslání, hlavně pak zjistit, jestli nejsou vybavené zbraněmi, speciálně jadernými či laserovými.

Záblesk družice Iridium
Záblesk družice Iridium

Ruský systém Oko

"Dalekozraké teleskopy musí najít špiony ve výšce 36 000 - 40 000 kilometrů," napsal reportér deníku Moskovskij komsomolec v roce 2003 o návštěvě na opticko-elektronické observatoři na Pamíru v Tádžikistánu, která patří do Systému kontroly kosmického prostoru (Sistěma kontrolja kosmičeskogo prostranstva) Okno Kosmických vojsk Ruské federace.

"Takové dalekozraké teleskopy snadno uvidí kouli o průměru 1 m ve výšce 40 000 kilometrů," vysvětloval ruským novinářům velitel základny, podplukovník Alexej Kutuzov. "Podle těchto měřítek je to totéž, jako kdybyste viděli předmět velký 2,5 centimetrů ze vzdálenosti 1 000 kilometrů. Přitom ani 40 000 kilometrů není konečnou hranicí."

Tyto stanice vybudovaly už v šedesátých letech jak USA, tak SSSR. Stavěly je vysoko v horách, kde je průzračná obloha a vhodné podmínky pro pozorování vesmíru. Sloužily k hlídání nebe před útokem nepřátelských raket dalekého doletu a po roce 1957 i ke sledování umělých kosmických těles.

Původně jejich personál používal klasické astronomické teleskopy, dnes má k dispozici mnohem dokonalejší detektory CCD. Sověti používali základny v Saryšaganu a v Dušanbe. Třetí začali stavět roku 1979 v Nureku v nadmořské výšce 2 300 metrů v horách Tádžikistánu.

Když se rozpadl Sovětský svaz, trvalo delší dobu, než se tam situace uklidnila a než se mohla ruská vláda dohodnout s Tádžikistánem na pokračování stavby a způsobu pronájmu území. Až v prosinci 1999 uvedli tuto stanici do provozu a spojili ji s velitelstvím u Moskvy.

Do soustavy Okno patří radiotechnický uzel Krona na stanici Zelenčukskaja na Severním Kavkazu. Podle oficiálního sdělení velitelství Raketových jaderných vojsk sledují objekty na oběžné dráze i astronomické observatoře Akademie věd a další specializovaná pracoviště, která nebyla upřesněna.

Záblesk družice Iridium pořízený z ISS
Záblesk družice Iridium pořízený ze stanice ISS

Evropská ryze civilní

Vlastní sledovací síť (European Space Tracking – ESTRACK) si už koncem minulého století vybudovala Evropská kosmická agentura (European Space Agency – ESA), jejímž členem je i Česká republika. Dnes se skládá z devíti stanic v Belgii, Španělsku, Švédsku, na portugalských Azorách, ve Francouzské Guyaně a v Austrálii.

Kromě toho s ní spolupracují základny v Norsku, Chile a Keni. Na rozdíl od obdobných systémů amerických a ruských se ESTRACK nezabývá případným sledováním bojových raket. V posledních letech začala budovat kosmickou sledovací síť rovněž Čína.

Zástupce Čínské akademie věd Čao Šang Jing oznámil, že srážku americké a ruské družice, která se odehrála minulý týden nad Sibiří, pozorovala observatoř v Nachových horách. Současně Moskvu obvinil: "Rusko představuje pro čínské družice na geosynchronní oběžné dráze hrozbu."

Družice fotografuje družici

Americké špionážní družice fotografovaly nejen objekty na Zemi, ale nejpozději od začátku sedmdesátých let i tělesa ve vesmíru – tedy cizí družice a kosmické lodi. Vyšlo to najevo na sympoziu historiků amerického vojenského letectva v září 1995.

Když totiž NASA vypustil 14. května 1973 orbitální stanici Skylab bez posádky, palubní přístroje hlásily prudký vzestup teploty a nedostatek energie. Co se stalo? Nikdo nevěděl. Kosmická agentura požádala o pomoc Pentagon.

Všichni věděli, že vojenské letectvo má několik optických sledovacích stanic, které fotografují letící umělá kosmická tělesa a dostávají záběry s velkými detaily. Nicméně velitel Úřadu speciálních projektů Národního úřadu pro průzkum NRO (National Reconnaissance Office) v Los Angeles generálmajor David D. Bradburn si uvědomil, že jedna z jejich družic může Skylab vyfotografovat, a upozornil na to washingtonskou centrálu.

Šéfové kosmické špionáže byli na rozpacích – kdyby se snímky stanice dostaly na veřejnost, Sověti by si odvodili, jakou máme u našich družic rozlišovací schopnost. Nakonec dali souhlas. Vždyť oživení Skylabu patří mezi národní priority! NASA tyto snímky zachová v nejpřísnější tajnosti.

Shodou okolností se 16. května chystali vypustit družici KH 8-38 Gambit na obvyklou dráhu ve výšce 140 - 400 kilometrů se sklonem 110,5 °. V perigeu má rozlišovací schopnosti okolo 10 centimetrů. Ponese s sebou dvě pouzdra pro filmy. Řídící středisko NRO proto od začátku počítalo s inspekcí Skylabu.

Hned třetí den letu, 18. května, proletěla družice čtyřikrát v jeho blízkosti a následující den ještě třikrát. Vzdálenosti mezi nimi kolísaly od 197 do 261 kilometrů. Jeho kamera tedy mohla rozeznávat podrobnosti od 14 do 19 centimetrů. Vzápětí po posledním průletu první schránka šťastně přistála.

Stanice vypadala na dovezených snímcích hrozně. Během navádění na dráhu se utrhl kryt, který měl sloužit jako ochrana před slunečním zářením a mikrometeoroidy, rovněž jeden panel chyběl, zatímco druhý se při rozvinování do operační polohy zasekl. Tyto záběry Skylabu nebyly dodnes zveřejněny.

Dwayne A. Day, který se o tom rozepsal v roce 1997 v britském měsíčníku Spaceflight, současně připomněl: "Je nepochybné, že to nebylo poprvé, co americká výzvědná družice fotografovala jiný stroj. Zřejmě to nebylo ani naposled. Je takřka jisté, že většina cílů nebyla amerického původu."

Začátkem roku 1998 prozradil Alexandr Bagrov z Astronomického ústavu v Moskvě, že i ruští vědci vyvinuli přístroj pro kontrolu amerických špionážních družic.

Udivující dohled na geo

Organizace NASA, NORAD ESA a ruská Federální kosmická agentura FKA postavily v minulých letech speciální teleskopy, které pokusně sledují objekty na geostacionární dráze ve výšce 36 000 kilometrů o velikosti 10-30 centimetrů. Katalog trosek se tedy značně rozšíří.

Podle něho se tedy budou stanovovat dráhy těles, které se chystají ke startu, protože vyhýbat se jim při letu vesmírem je prakticky nemožné. Více než polovina kosmických těles se vypouští do výšek 700-1 200 kilometrů nad Zemí.

To znamená, že v této oblasti a pod ní pluje nejvíc trosek. A čím větší stroj v tomto prostoru létá, a také čím je jich víc, tím se pravděpodobnost, že jej nějaký úlomek zasáhne, zvyšuje.

Z geo na odkládací dráhu

Jak vznikají úlomky na oběžné dráze? Většina výbuchem družic, hlavně jejich palubních baterií, přetlakových systémů či palivových nádrží. Zpravidla to bývá v době, kdy jsou tato tělesa už mrtvá. Odborníci odhadují, že až 40 % tohoto kosmického smetí pochází právě z těchto explozí.

A tyhle trosky se vzájemným srážením donekonečna rozmnožují. Nezbývá nic jiného, než těmto haváriím předcházet. Největší tlačenice družic je na geostacionární dráze, tedy ve výšce 35 800 kilometrů nad rovníkem.

"Tento prostor už byl prohlášen za omezený přírodní zdroj," říká Antonín Vítek. "Firmy a státy, které tam posílají družice, se už dohodly, že před tím, než tato tělesa vyčerpají pohonné látky, je pošlou výš na takzvanou odkládací dráhu. Tam mohou vysloužilé družice zůstat, aniž by někomu překážely, desítky let – než se najdou prostředky na jejich stažení."

Bohužel toto pravidlo neplatí pro dráhy nízké. "Zatím platí nepsaná dohoda mezi provozovateli kosmické dopravy, že poslední stupně raket navádějící družice na středně vysoké dráhy by měly mít co možná nejmenší perigeum, takže by se dostaly poměrně rychle do vysokých vrstev atmosféry, kde shoří," pokračuje Vítek.

"A jestliže mezitím bouchnou, zaniknou jejich úlomky rychleji. Také se majitelům doporučuje, aby jejich družice z nízkých a středních drah ukončovaly v atmosféře svou existenci do 25 let od vypuštění." Patrně bude nutné vybojovat mezinárodní dohodu, aby tato nezávazná pravidla se změnila v závazná. Je možné, že to povede ke zvýšení cen těchto družic a posledních stupňů jejich nosných raket, ale nic jiného nezbývá.

Laserový zametač?

Ovšem co s kosmickým smetím, které už prostor okolo Země zaneřádilo? Předně bude třeba mnohem bedlivěji sledovat všechny družice, aby se nesrazily a aby se do nich nestrefila nějaká troska. Sledovací soustavy dnes sledují poměrně přesně plavidla s lidmi a vojenské družice.

Družice komerční už s menší přesností, zpravidla s přesností na dva kilometry. Iridium 33 a Kosmos 2251 se měly podle výpočtů minout o 800 metrů, což se nestalo.

A co se samotnými troskami? Zatím neexistuje technicky použitelná a přitom ekonomicky schůdná metoda jejich likvidace.

Uvažuje se o tom, že by se mohly ničit laserovými kanony na oběžné dráze. Ale takový zametač je zatím ve stádiu úvah. Nikdo nedokáže odhadnout, kolik by čisticí program stál – určitě desítky a možná i stovky miliard dolarů.

Kromě toho by se musely změnit mezinárodní smlouvy, které nepřipouštějí vynášení zbraní do vesmíru. Musíme se smířit s tím, že kosmické smetí zůstane ve stokilometrových výškách nad námi ještě několik desetiletí.

Autor:
  • Nejčtenější

K čemu „ty brýle od Applu“ vlastně jsou? Odpovídáme na překvapivý dotaz

v diskusi je 162 příspěvků

22. února 2024

K čemu to je? To byla nejčastější reakce na headset Apple Vision Pro pod článkem, kde jsme jej jako...

Návrat USA na Měsíc po více než 50 letech. První soukromý modul úspěšně přistál

v diskusi je 94 příspěvků

22. února 2024  16:09,  aktualizováno  23.2

Měsíční přistávací modul Nova-C pojmenovaný Odysseus se v pátek dostal na povrch Měsíce. Splnil tak...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Pravda o mobilech. Profesor Vrba vysvětluje vliv záření na lidské zdraví

20. února 2024

Premium Francouzi vloni zakázali prodej celé série mobilních telefonů iPhone 12. Podle nich z přístrojů...

Nejvzdálenější sonda ve vesmírném prostoru neodpovídá. NASA neví, co s tím

v diskusi je 40 příspěvků

22. února 2024

Premium Je to více než deset let, co sonda Voyager 1 vyletěla jako první stále funkční lidský výtvor...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Airbus se vzácnou livrejí potěšil Prahu a připomněl nedávnou katastrofu

v diskusi jsou 4 příspěvky

23. února 2024

Před nedávnem jsme měli možnost, prohlédnout si na letišti Václava Havla v Praze vzácný Airbus...

VIDEO: Střílej po mně! Kameraman natočil téměř celý útok v centru Prahy

Premium Ve čtvrtek zemřelo rukou střelce Davida K. 14 obětí, 25 lidí je zraněných, z toho deset lidí těžce. Jedním z prvních na...

Máma ji dala do pasťáku, je na pervitinu a šlape. Elišku čekají Vánoce na ulici

Premium Noční Smíchov. Na zádech růžový batoh, v ruce svítící balónek, vánoční LED svíčky na baterky kolem krku. Vypadá na...

Test světlých lahvových ležáků: I dobré pivo zestárne v obchodě mnohem rychleji

Premium Ležáky z hypermarketů zklamaly. Jestli si chcete pochutnat, běžte do hospody. Sudová piva totiž dopadla před časem...

Stovky tun hnijícího ovoce promění v kabelky a polstrování aut

v diskusi je 1 příspěvek

27. února 2024

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Ve Španělsku každoročně vypěstují až 500 000 tun kaki, přičemž skoro polovina úrody prý přijde z...

Ovládejte svůj počítač na dálku z mobilu. Vzdálená plocha vám pomůže i při práci

v diskusi nejsou příspěvky

27. února 2024

Premium Například výborně poslouží, když se budete chtít třeba z dovolené připojit ke svému počítači, který...

Podívejte se do budoucnosti. Lenovo ukázalo notebook s průhledným displejem

v diskusi je 17 příspěvků

26. února 2024  14:16

Barcelona (Od zpravodaje Technet.cz) Na lednovém veletrhu spotřební elektroniky CES ukázali někteří výrobci průhlednou televizní...

To že má nahradit recepční? Největší exponát vyvolal spíš rozpaky

v diskusi je 12 příspěvků

26. února 2024  9:30

Barcelona (Od zpravodaje Technet.iDNES.cz) Velký zájem a údiv v různém smyslu slova vzbudil v předvečer veletrhu Mobile World Congress exponát...

Otestujte šampon vhodný i pro ty nejmenší KIND od Mádara
Otestujte šampon vhodný i pro ty nejmenší KIND od Mádara

Že je mytí dětských vlásků věčný boj? To jste ještě nevyzkoušeli organický šampon KIND od značky Mádara, který se pyšní složením bez agresivní...

Útok moukou byl podvod. Bendigovi hrozí trest, že úřady zaměstnal zbytečně

Zpěvák Jan Bendig se nestal obětí útoku moukou, jak sám všude rozhlašoval. Celou událost s „pachatelem“ ve skutečnosti...

Dcera Vladimíra Ráže žije bez ruky. Protézu odložila po dvaceti letech

Veronika Rážová (43) je dcerou slavného českého herce Vladimíra Ráže. Narodila se bez levé horní končetiny. Za hendikep...

Bufet v Českém Krumlově se stal přes noc hitem. Zaujal řízkovým chlebíčkem

Fotografie chlebíčku na řízku obletěla na sociálních sítích během středečního dne téměř všechny skupiny. Tuto...

Jak uspokojit ženu? Odborníci vědí, jak na to. A za pokus to rozhodně stojí

„Přestože jsem po třicet let zkoumal ženskou psychiku, nejsem s to odpovědět na velkou, dosud nezodpovězenou otázku, co...

Prý vypadám jako chlap. Kritika na sítích mě ranila, přiznává Julia Robertsová

Julia Robertsová (56) je americká herečka a bývalá modelka, jejíž jméno a filmové role zná celý svět. Navzdory slávě se...