Ötletekben, elképzelt módszerekben nincs hiány, érdemes ezeket áttekinteni. De vajon melyik lesz a gyakorlatban, „üzemi méretekben” használható eljárás?
A Föld körül keringő műholdak ezreinek több mint a fele üzemképtelen, az egyre csak gyarapodó űrszemetet a szakemberek a jelen és a jövő űrküldetései és az emberes űrrepülések szempontjából fatális problémának tartják. Az üzemképtelen műholdak és az űrszemét egyéb darabjainak eltávolítására a szigonyoktól a robotokon át a lézerekig számtalan megoldási lehetőség merült fel – ezeket tekintjük át a Space Review cikke alapján.
Az ESA szakembereinek becslései szerint jelenleg 130 millió darab 1 cm-nél kisebb, és 34 ezer darab 10 cm-nél nagyobb test kering a Föld körül. Még ijesztőbb, hogy ezek a számok az ez évi európai űrszemét konferencián bemutatott jelentés szerint 2100-ra akár 50-szeresükre is nőhetnek. Nagy keringési sebességük miatt a kis darabok becsapódásai is tönkretehetnek egy műholdat vagy kárt okozhatnak az űrállomásokban. Például a Hubble-űrtávcsövön és a Solar Maximum Mission (SMM) műholdon is találtak pénzérme nagyságú, űrszemét ütötte lyukakat, de már a tavaly indított James Webb-űrtávcsőben is kárt tettek a mikrometeoroidok (igaz, ezek természetes eredetűek, semmi közük az űrszeméthez – B.E.).
A jelenleg a Föld körül keringő 6000 műhold mintegy 60%-a már üzemképtelen. Legtöbbjüket viszont úgy tervezték, hogy nem gondoltak arra, mi történik velük üzemidejük lejárta után. Jelentősen súlyosbítják a helyzetet a már kiépülő és még csak tervezett műholdseregek, amelyek akár 50 000 darabbal is gyarapíthatják a már amúgy is túlzsúfolt pályákon keringő műholdak számát. Szakértők különböző fórumokon figyelmeztettek arra, milyen veszélyt jelentenek a műholdseregek a földi csillagászatra, a Föld körüli pályára, illetve az ott keringő testekre, valamint a Föld légkörére (lásd például a lent hivatkozott tanulmányt).
További aggodalomra ad okot az úgynevezett Kessler-szindróma. (A jelenség Donald J. Kesslerről, a NASA kutatójáról kapta a nevét, aki már 1978-ben felhívta a figyelmet arra, hogy a műholdak ütközései során keletkező törmelék megsokszorozza az újabb ütközések valószínűségét, ami az űrszemét mennyiségének rohamos növekedését okozza. – B.E.) A jelenség olyan űrszemét-burkot vonhat a Föld köré, amely megakadályozza az emberes űrrepülést, a távoli világűr felderítését és bizonyos műholdpályák használatát, de kárt okozhat a távközlési és navigációs rendszerekben is. Ezért fontos és sürgető az űrszemét hatékony eltávolítása. Az eltávolításkor az egyik legfontosabb problémát a célba vett űrszemétdarab és az elfogó eszköz közötti energiaátadás megoldása jelenti. Ennek alapján két előrehaladottabb stádiumban járó, és egy fejlesztés alatt álló módszert különböztethetünk meg.
Az egyik elgondolás szerint az elfogó a céltárgy felé valamilyen szigonyt lő ki, amelyhez rugalmas kötelet erősítettek. Sikeres találat esetén az elfogó a kötél segítségével olyan pályára húzza az űrszemetet, amelyről mindkét objektum belép a légkörbe és együtt megsemmisülnek. Energetikai szempontból hasonló a mágneses befogás módszere, ahol az elfogó eszköz tekercsekkel létrehozott mágneses térrel ragadja meg az űrszemetet.
Az eljárások másik típusát a rombolással járó módszerek jelentik, ahol a takarító műhold nem elfogó, hanem inkább megsemmisítő szerepet játszik: irányított, nagy teljesítményű lézersugárral veszi célba az űrszemetet. Ebben az esetben a legkomolyabb kihívást a nagy teljesítményű, de mégis viszonylag csekély tömegű lézerek és akkumulátorok fejlesztése jelenti. Egy kínai laboratóriumban olyan, az űrbe telepíthető lézert fejlesztenek, amely akár 20 centiméteres űrszemétdarabok megsemmisítésére is képes lehet.
Az első tényleges, űrszemét-eltávolító műveletet az ESA 2025-re tervezi a svájci ClearSpace cég segítségével. A ClearSpace elfogó műholdja robotkarokkal ragadja meg a céltárgyat, majd a légkörbe lépve mindketten megsemmisülnek.
A svájci ClearSpace cég tervezett takarító műholdja megragad egy üzemképtelen mesterséges égitestet. (Fantáziarajz: ClearSpace)
Az űrszemét bármely módszerrel történő eltakarítása esetén kulcsfontosságú tényező az eljárás költsége, különös tekintettel az eltakarítandó szemét hatalmas mennyiségére, de nem szabad elfeledkezni az űrtakarítás légkörre gyakorolt potenciális hatásáról sem. Éghajlatkutatók arra mutatnak rá, hogy a légköri szén-dioxid mennyiségének növekedése következtében csökken a felsőlégkör sűrűsége, ezért csökken az űrszemét természetes megsemmisítését eredményező képessége. Emellett a légkörben elégő műholdak és űrszemétdarabok megsemmisülése (ami jelenleg évente mintegy 80 tonnát tesz ki) káros anyagokat juttat a légkörbe. Az elégő műholdakból felszabaduló egyes anyagok a CFC-gázokhoz hasonló, káros hatást okozhatnak a légkörben. Mindez azt sürgeti, hogy az űrszemét kezelése esetében is hosszú távon az jelentheti a megoldást, ha a világűrben is áttérnénk a földi körforgásos gazdasághoz hasonló eljárásokra.
Kapcsolódó cikkek: Kapcsolódó linkek:
Brit űrtakarítás
Újabb űrszemét-diagramok
Európai mozaik – 2020. december (2. rész)
A takarítás ára
Közeledik az űrtakarítás
Harpoons, robots, and lasers... (The Space Review)
A.C. Boley et al.: Satellite mega-constellations create risks... (Scientific Reports)
B.C. Yalçın et al.: ET-Class... (Frontiers in Space Technologies)
Bolívia Tierras Bajas térségében a földhasználat különös, a világon egyedülálló mintát rajzol a tájra.
