Ami felfelé megy, annak le is kell jönnie, igaz? Ez nem feltétlenül igaz az űrben, ahol a műholdak nyüzsögnek a bolygó körül, olyan sebességgel, amely segít legyőzni a gravitáció lefelé irányuló vonzását.
Noha a műholdak manapság gyakrabban kerülnek le – többnyire a tervezett elavulás eredményeként -, egyesek évekig, ha nem évtizedekig lebegnek anélkül, hogy előre programozottan visszahullnának a Földre. És ez összezavarja az orbitális teret.
Szóval, mi tartja őket a pályán? A műholdakat – vagyis a mesterséges műholdakat, szemben a természetes műholdakkal, mint például a Hold – rakéták szállítják az űrbe. A rakétának 100-200 kilométerrel a Föld fölött kell repülnie, hogy a légkörön kívülre kerüljön. Egy előre meghatározott magasságú pályára érve a rakéta oldalirányba indul, akár óránkénti 18 000 mérföldes sebességgel, mondja Jonathan McDowell, a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics csillagásza Cambridge-ben, Massachusetts államban.
A rakéta kikapcsol, és ledobja a hasznos terhet – a műholdat -, amely most ugyanazon a pályán van, ugyanolyan sebességgel száguldva. A Föld elkanyarodik, miközben mind a rakéta, mind a műhold “esik” a Föld körül. A műhold addig marad ezen a pályán, amíg megtartja a sebességét, hogy egyensúlyban maradjon az ellenszéllel szemben.
Ebben a magasságban a légkör éppen elég vékony ahhoz, hogy a műhold ne égjen el – ahogyan az megtörténne, ha lejjebb esne, és sűrűbb levegővel találkozna, ami nagyobb ellenszelet és így nagyobb súrlódást okozna.
A legtöbb műholdat legfeljebb 2000 km-es magasságban dobják le a Föld fölé. Az ennek a tartománynak a legalsó végén lévő műholdak jellemzően csak néhány hétig vagy néhány hónapig maradnak fent. McDowell szerint a súrlódás miatt gyakorlatilag elolvadnak.
A 600 km-es magasságban azonban – ahol a Nemzetközi Űrállomás kering – a műholdak évtizedekig fennmaradhatnak. És ez potenciális problémát jelenthet. Olyan gyorsan, másodpercenként 5 mérfölddel haladnak, hogy a “lábnyomuk” több száz mérföld hosszú lehet. “Ha arra gondolunk, hogy ekkora méretűek, hirtelen az űr már nem is tűnik olyan üresnek” – mondja McDowell.
Az első műholdat az egykori Szovjetunió indította 1957 végén. A Szputnyik-1 a modernitás ikonjává vált, és arra ösztönözte az Egyesült Államokat, hogy tovább gyorsítsa saját űrkutatási terveit. Alig néhány hónappal a Szputnyik után Amerika elindította az Explorer-1-et. Az azóta eltelt évtizedekben több ezer műholdat vittek fel az űrbe.
McDowell szorosan nyomon követi az eseményeket. Számításai szerint mintegy 12 000 űrszemétdarab és több ezer műhold van pályán, amelyek közül valamivel több mint ezer még aktív. Az aktívak száma azonban “bizonytalan, mivel az e műholdakról a tulajdonosaiknak küldött rádióadások nyomon követése nem terjedt el – kivéve talán a Nemzetbiztonsági Ügynökséget -, és néha a tulajdonosok, különösen a katonaiak, nem mondják meg, mikor kapcsolták ki a műholdjaikat” – mondja McDowell.
A műholdak körülbelül egyharmada a különböző hadseregek tulajdonában van, amelyeknek egyharmadát-felét megfigyelésre használják – mondja. Egy másik harmad civil tulajdonban van, az utolsó harmad pedig kereskedelmi célú. Oroszország, az Egyesült Államok, Kína és Európa a fő szereplők a hordozórakéta-üzletágban, de sok más ország is rendelkezik képességekkel, vagy fejleszti azokat. És több tucatnyi ország épített már saját műholdat – más nemzetek vagy kereskedelmi űrcégek által indítottakat.
A tendencia pedig az, hogy hosszú élettartamú, átlagosan 10-20 éves eszközöket küldenek fel. Ráadásul a nyugdíjazott vagy elpusztult műholdak többnyire a Föld körüli pályán maradnak, napelemekkel táplálva.
Az egészet tetézi: a fellendülőben lévő “személyes” műholdas üzletág. Ezeket a mikroműholdakat nagyrészt egyetemek fejlesztették ki és használják, de legalább egy cég közvetlenül a nagyközönségnek is árul, és vannak D.I.Y. oldalak is.
A műholdas technológia elterjedését részben ugyanazok a tényezők mozgatják, amelyek más, korábban kifinomult technológiák, például a génszekvenálás elterjedését eredményezték – több tudás, gyorsabb számítástechnika és olcsóbb gépek. De emellett “több jegy áll rendelkezésre” – több indítási lehetőség, mondja McDowell.
Mindez egyre zsúfoltabbá teszi az orbitális teret.
Egyre több a kis híján baleset – a mérnökök a Földről a légiforgalmi irányítás szerepét játsszák, szükség szerint manőverezve a műholdakat a veszély útjából. A műholdak tulajdonosai – többek között a NASA és más űrügynökségek – arra kérték őket, hogy tegyenek lépéseket annak érdekében, hogy csökkentsék annak valószínűségét, hogy a ma értékes repülő szerkezet ne váljon holnap lebegő szemétdombdá. McDowell szerint ez úgy történik, hogy az alacsony pályán keringő műholdakat a kiégési zónába tolják, vagy a nagy műholdakat szándékosan a Csendes-óceán déli részére zuhantatják.
Eközben a Föld talán eléri a pályán keringő objektumok befogadóképességét.
Amint ahogy az emberek egyre inkább tudatában vannak a földi környezet gondozásának szükségességével, “komolyan kell vennünk a közeli világűr ökológiáját is” – mondja McDowell.
A Smithsonian
Kérdezd meg te is
.