Légszennyezés ellen

Egyre több műhold ég el a Föld légkörében. Az anyaguk okozta légszennyezés csökkentésére a szakemberek különböző módszereket javasolnak.

Az elmúlt 15 évben tízszeresére nőtt a Föld körül keringő műholdak száma, és a növekedés egyre rohamosabbá válik. Becslések szerint 10 éven belül már 100 000 műhold fog a Föld körül keringeni, ami 2010-hez viszonyítva 100-szoros növekedést jelent. Nem meglepő, hogy a műholdak döntő hányada a különböző műholdseregekhez tartozik. Azt már korábban is kimutatták, hogy a műholdak elégése során különböző szennyező anyagok kerülnek a légkörbe. Ezek károsíthatják az ózonréteget és hatással lehetnek a Föld éghajlatára. Az elégő műholdak után visszamaradó hamu mennyiségét egy tanulmány szerzői négy módszerrel látják csökkenthetőnek.

A Föld légkörében elégő műhold. (Fantáziarajz: ESA)

A műholdseregek üzemeltetői átlagosan ötévente akarják lecserélni műholdjaikat, új, nagyobb teljesítőképességű példányokkal. Az űrszemét felhalmozódását megelőzendő azt tervezik, hogy a fölöslegessé vált műholdakat az eddigi gyakorlatnak megfelelően elégetik a légkörben. Ehelyett az Egyesült Királyságban működő Space Forge más megoldást javasol. Elgondolásuk szerint olyan műholdakat kellene készíteni, amelyek túlélik a légköri áthaladás során fellépő felforrósodást, felizzást, visszatérnek a földre, és újra felhasználhatók. Ehhez a Space Forge olyan nagyméretű, szükség esetén kihajtogatandó hővédő pajzsokat tervez, amelyek használatával a visszatérő mesterséges égitest túléli a légkörön történő áthaladást. A módszer alkalmazása mellett a környezetvédelmi mellett gazdaságossági érvek is szólnak, de a technológia részletes kidolgozása még várat magára.

Eddig csak kevés űreszközt terveztek olyanra, hogy túlélje a zuhanást a légkörön át. Az embert szállító űrhajók visszatérő kabinjain kívül ilyen például a SpaceX Dragon teherszállító változata és a különböző égitestekről anyagmintákat hozó eszközök. Az űreszközök nagy többsége azonban felizzik a légkörben, és vagy teljesen szétesik, vagy az elszenesedett fémdarabok a földre hullanak, szerencsére többnyire az óceánokba vagy lakatlan területekre. Egyesek viszont úgy gondolják, hogy érdemesebb lenne a pusztulásra ítélt műholdak anyagát a Föld körüli pályán hasznosítani, újra feldolgozni. Az ausztrál Neumann Space startup cég alapítója és vezető kutatója felvázolt egy új típusú elektromos hajtóművet, amelyik üzemanyagként a kiöregedett műholdakból származó alumíniumot hasznosítaná. Az eljárás persze nem ilyen egyszerű, nem elég csak összegyűjteni a fölösleges fémeket, hanem azokat a világűrben működő kohóban alkalmassá kell tenni az üzemanyagként történő használatra. Az ehhez szükséges technológia már létezik, azt széles körben alkalmazzák vékony fémrétegek, fémbevonatok készítésére. A folyamat az ívhegesztéshez hasonló, az anód és a katód között létrejövő ívkisülés elgőzölögteti és ionizálja a katód felületének anyagát, a keletkező plazmát felgyorsítják, az anyag kiáramlása kelti a tolóerőt. A Neumann Space együttműködik azokkal a cégekkel, amelyek az űrszemét aktív eltávolításával kísérleteznek (Astroscale, Nanoracks, Cislunar Industries), ezekkel közösen a technológia életképességét demonstráló küldetést terveznek.

Az ESA 2020-ban szerződést kötött a svájci ClearSpace SA startup céggel, hogy fejlesszenek ki egy új technológiát, amellyel eltávolíthatók az űrszemét legnagyobb darabjai a Föld körüli pályáról. (Animáció: ESA / Clearspace SA)

Az előbbi két módszerben közös az, hogy még legalább éveknek kell eltelnie, mire kidolgozzák a használható technológiát. Létezik azonban egy máris használható módszer, amellyel a műholdak légkörbe kerülő hamujának mennyisége jelentősen csökkenthető. Tudjuk, hogy a műholdak 60–80 km közötti magasságban égnek el, ebben a magasságban viszont a különböző szennyező anyagok évtizedekig, vagy akár évszázadokig a légkörben maradnak. A műholdak irányítói azonban megtehetnék, hogy olyan visszatérő pályát választanak, amelyen alacsonyabban, 20–30 km közötti magasságban égnek el a műholdak, ami mérsékeli az okozott károkat, mert a kisebb magasságban a fémoxidok csak rövidebb ideig maradnak a légkörben. A küldetések irányítói megváltoztathatják a műholdak légkörbe lépésének szögét is, úgy, hogy a lehulló test más hőmérsékletre forrósodjék fel. Feltételezik ugyanis, hogy ily módon a műhold anyagának nagyobb része alakul kis, kevésbé veszélyes fémcseppecskékké, és csak kisebb részéből jönnek létre káros fémoxidok. Felmerült az a lehetőség is, hogy a műholdak vázát alumíniumötvözetek helyett más, a környezetet kevésbé károsító anyagokból kellene készíteni.

Kapcsolódó cikkek:
Egy úttörő küldetés tüzes vége
Nagyszabású takarítási megbízás
Nulla szemét
Fenntarthatósági stratégia
Japán űrszemétfigyelő műhold indult
Csillagérzékelőkkel az űrszemét ellen

Kapcsolódó linkek:
Hogy lehetne kezelni a megsemmisülő műholdak okozta levegőszennyezést? (Space.com)