Článek
Vesmírná éra, která odstartovala v polovině 20. století, nám přinesla neuvěřitelný pokrok a otevřela nové obzory poznání. Zanechala za sebou však i „odpadky“ – tisíce nefunkčních satelitů, posledních stupňů raket a dalších fragmentů, které obíhají Zemi. Většina těchto objektů se pohybuje po oběžných drahách desítky, stovky nebo i tisíce let. Nicméně, objekty na nižších oběžných drahách postupně ztrácejí rychlost vlivem slabého odporu zbytků atmosféry, jejich dráha se snižuje a nakonec neodvratně padají zpět k Zemi. Právě takový osud čekal i jeden starý sovětský satelit vypuštěný v roce 1972.
Návrat z minulosti: Satelit z roku 1972
O tomto satelitu se v poslední době začalo mluvit proto, že jeho dráha klesla natolik, že se jeho návrat do zemské atmosféry stal neodvratným a podle informací dostupných v době zpráv se očekával, že k němu dojde velmi brzy. Šlo o satelit vypuštěný Sovětským svazem před více než padesáti lety, v roce 1972. V té době byla vesmírná technologie v plenkách ve srovnání s dneškem a otázky dlouhodobé udržitelnosti vesmírného provozu nebyly zdaleka tak prominentní jako nyní.
Satelity z té doby, zejména ty starší a jednodušší, často neměly systémy pro řízený návrat do atmosféry nebo pro manévr, který by je vynesl na tzv. hřbitovní dráhu (vzdálenější oběžná dráha, kde neruší aktivní satelity). Jejich osud byl ponechán na přirozeném rozpadu dráhy způsobeném atmosférickým odporem a gravitačními vlivy.
Proč je pád nekontrolovaný a předpověď obtížná?
Hlavním důvodem, proč je návrat tohoto satelitu nekontrolovaný, je absence funkčního pohonného systému, který by umožnil provést řízený brzdící manévr a nasměrovat satelit do předem určené, bezpečné oblasti (typicky nad neobydlenými částmi oceánů). Jelikož satelit dosloužil před mnoha lety, jeho systémy jsou nefunkční a nemůžeme s ním nijak manévrovat.
Předpovídat přesné místo a čas dopadu nekontrolovaně padajícího objektu z oběžné dráhy je nesmírně složité. Dráha satelitu je ovlivňována řadou faktorů, které se neustále mění a které nelze s absolutní přesností modelovat na delší dobu dopředu. Mezi tyto faktory patří:
- Zbytkový atmosférický odpor: Hustota atmosféry v nízkých výškách kolísá v závislosti na sluneční aktivitě (která ovlivňuje ohřev a rozpínání atmosféry) a denní době. I nepatrné změny v hustotě ovlivňují brzdící sílu působící na satelit.
- Tvar a orientace satelitu: Jak satelit prochází atmosférou, jeho orientace se může měnit. Různé části satelitu mají různý tvar a povrch, což ovlivňuje aerodynamický odpor. V tumble (nekontrolovaném převalování) se mění plocha vystavená odporu, což dále komplikuje výpočet.
- Sluneční vítr a záření: Tyto vlivy působí na satelit a mohou nepatrně měnit jeho dráhu, ačkoliv v konečné fázi pádu hraje hlavní roli atmosférický odpor.
- Gravitační anomálie Země: Rozložení hmoty v Zemi není zcela uniformní, což vytváří drobné gravitační nepravidelnosti, které mohou ovlivnit dráhu satelitu na oběžné dráze.
Všechny tyto faktory se vzájemně ovlivňují a jejich přesné monitorování a předpověď jsou možné jen na velmi krátkou dobu dopředu – typicky jen několik hodin před samotným vstupem do hustých vrstev atmosféry. Proto se u nekontrolovaných pádů vydávají široká pásma potenciálního dopadu, která se postupně zužují, jak se okamžik re-entry blíží. V době, kdy se o tomto satelitu psalo, bylo predikované okno dopadu poměrně široké, pokrývající velkou část zemského povrchu v určitém pásu kolem rovníku (dráhy většiny satelitů mají sklon k rovníku).
Co se děje při vstupu do atmosféry?
Když satelit dosáhne výšky zhruba 100 kilometrů nad zemským povrchem, začne narážet na výraznější odpor atmosféry. Vlivem tření s molekulami vzduchu se kinetická energie satelitu rychle přeměňuje na teplo. Teplota povrchu satelitu dramaticky stoupá. Většina satelitů, zejména ty menší a méně robustní, se při tomto procesu zcela rozpadne a shoří v atmosféře. Menší fragmenty se vypaří a přispějí k nepatrnému zvýšení počtu mikroskopických částic v horních vrstvách atmosféry.
Některé větší a odolnější součásti satelitu, jako jsou části palivových nádrží, motory nebo jiné robustní kovové díly, nemusí zcela shořet a mohou dopadnout na zemský povrch. I tyto části jsou však obvykle značně poškozené a znetvořené průletem atmosférou. Přestože riziko, že by takový fragment zasáhl obydlenou oblast nebo dokonce konkrétního člověka, je extrémně nízké, není nulové.
Jak nízké je riziko?
Historicky spadlo na Zemi mnoho kusů vesmírného odpadu, včetně poměrně velkých součástí stanic Skylab nebo Mir, nebo posledních stupňů raket. Přesto nebyl zaznamenán jediný případ, kdy by padající vesmírný odpad přímo zabil nebo vážně zranil člověka. Je to dáno tím, že většina zemského povrchu je pokryta oceány (asi 71 %) a většina souše je neobydlená nebo řídce osídlená. Pravděpodobnost, že by se relativně malý počet přeživších fragmentů trefil zrovna do místa, kde se nacházejí lidé, je astronomicky nízká.
Přestože je individuální riziko prakticky zanedbatelné, s rostoucím počtem satelitů a vesmírného odpadu na oběžné dráze se celkové riziko drobně zvyšuje. To je jeden z důvodů, proč se mezinárodní organizace i jednotlivé státy snaží zavádět pravidla pro snižování tvorby nového odpadu a pro bezpečné odstraňování vysloužilých satelitů z oběžné dráhy.
Historický kontext: Vesmírný závod a jeho dědictví
Satelit z roku 1972 pochází z éry intenzivního vesmírného závodu mezi Spojenými státy a Sovětským svazem. V té době se primární pozornost soustředila na dosažení milníků – první satelit, první člověk ve vesmíru, první výstup do volného prostoru, přistání na Měsíci. Důraz byl kladen na funkčnost a dosažení cílů mise. Otázky konce životnosti satelitů a jejich bezpečného odstranění z oběžné dráhy nebyly v popředí zájmu. Mnoho satelitů z té doby tak zůstalo na oběžné dráze, dokud je pomalý atmosférický odpor nepřivedl zpět.
Dnes je situace jiná. Nové satelity, zejména ty na nízkých oběžných drahách, jsou často navrhovány tak, aby po ukončení své mise buď provedly řízený zánik v atmosféře, nebo se přesunuly na dráhu, kde v relativně krátké době (např. do 25 let) samovolně shoří. Problémem však zůstává obrovské množství starého odpadu, který obíhá Zemi a představuje riziko pro aktivní satelity i pro budoucnost vesmírných aktivit.
Sledování a predikce
Pád těles jako je tento starý sovětský satelit je pečlivě sledován organizacemi po celém světě, které se zabývají monitorováním vesmírného odpadu. Příkladem je síť sledování vesmíru pod taktovkou amerického ministerstva obrany, nebo evropské systémy sledování. Tyto systémy neustále sledují tisíce objektů na oběžné dráze, aktualizují jejich dráhy a počítají predikce jejich budoucího pohybu.
S blížícím se okamžikem vstupu do atmosféry se predikce stávají přesnějšími. Poslední hodiny před zánikem už umožňují poměrně přesně určit časové okno a geografické pásmo, nad kterým dojde k zániku, ale stále ne přesné místo dopadu případných fragmentů.
Závěr: Připomínka dědictví vesmírné éry
Pád starého sovětského satelitu z roku 1972 je víc než jen technická událost; je to připomínka rané éry vesmírného průzkumu a dědictví, které zanechala na oběžné dráze. Zatímco riziko pro lidi na Zemi je minimální, událost zdůrazňuje důležitost udržitelnosti vesmírného provozu a potřebu řešit problém vesmírného odpadu, který se s rostoucím počtem satelitů stává stále naléhavějším.
Tento návrat z minulosti nám připomíná, že vesmírné aktivity mají dlouhodobé důsledky a že zodpovědné chování na oběžné dráze je klíčové pro zajištění bezpečnosti a udržitelnosti budoucího využívání vesmíru pro vědu, komunikaci a další účely. Zatímco satelit nejspíš tiše zanikne v atmosféře nad oceánem, jeho pád slouží jako cenná lekce a impuls k zamyšlení nad naší rolí v kosmickém prostředí.
Zdroj
