Amikor a klímaváltozásról és az azt felgyorsító tényezőkről esik szó – egyebek mellett a károsanyag-kibocsátásról, az erdőirtásról vagy az energiahordozók vég nélküli égetéséről – kevesen gondolnak arra a légköri szennyezésre, amit az atmoszférában elégő évi több ezer műhold és számos, az űrutazások melléktermékeként keletkező, hordozórakétákból és más űreszközökből származó törmelék és vegyi anyag idéz elő – hívja fel a figyelmet egy aktuálissá vált globális környezeti problémára a Conversation.
A műholdbiznisz láthatatlan veszélyei
Az első műholdat 1957 októberében a Szovjetunió állította Föld körüli pályára Bajkonurból egy hordozórakéta segítségével. A közel 84 kilogrammos Szputnyik-1 volt az első űrbe juttatott tárgy, ami – mivel a hordozórakéta hibája miatt a tervezettnél alacsonyabb pályára került – meglehetősen rövid életűnek bizonyult. Három hónappal a fellövése után a légkörben megsemmisült. De nem maradéktalanul.
Azzal, hogy a légkörben hátramaradó űrszemét hogyan befolyásolhatja a földi életet, a hatvanas-hetvenes években még nem igazán foglalkozott a nemzetközi űrversenyben őrült iramot diktáló és egymással versengő két szuperhatalom, a Szovjetunió és az Amerikai Egyesült Államok. Nem is kellett, mert az első pár évtizedben még nem keletkezett akkora mennyiségű hulladék, ami kimutatható hatást gyakorolt volna bolygónk éghajlatára, légkörére vagy megkérdőjelezhetővé tette volna az emberes űrrepülés biztonságosságát. Csaknem hét évtizeddel később viszont a kérdés aktuálissá vált.
Megoldandó problémák, amelyek szó szerint „a fejünk felett” lebegnek
Kutatók már egy ideje vizsgálják, hogy a légkörben keringő űrszemét miként károsíthatja az ózonréteget és mennyi szemetet bír még el az atmoszféra anélkül, hogy jelentős, a Földön érzékelhető környezeti károk keletkeznének.
Az Európai Űrügynökség (ESA) 2024-es űrkörnyezeti jelentése szerint tavaly mintegy 35 ezer Föld körüli pályán keringő objektumot követtek az űrfelügyeleti hálózatok, ebből közel tízezer volt aktív műhold, a többi tíz centiméternél nagyobb méretű törmelékdarab. Az aktív műholdak többségét kereskedelmi céllal működtetik, például telekommunikációs vagy navigációs céllal, az internet-hozzáférés biztosítása vagy az időjárás tanulmányozása érdekében.
Ezek súlya, üzemideje és pályája változó. A felbocsátott műholdak repertoárja széles: az alacsony Föld körüli pályára (a felszíntől legfeljebb 2000 km távolságra) állított, jellemzően 3-5 éves működésre tervezett, az üzemidő lejárta után a légkörben megsemmisülő néhány kilogrammos daraboktól kezdve egészen a magas Föld körüli pályán (geostacionárius pályán) mozgó, azt 15-30 éves üzemidejük lejárta után sem elhagyó, teherautó súlyú darabokig terjed. Utóbbiak közé tartoznak a távközlést, a műsorszórást vagy a meteorológiai előrejelzést segítő műholdak.
Fotó: Depositphotos
2030-ra becslések szerint 60 ezernél is több műhold keringhet majd Föld körüli pályán, ezek többségének súlya pedig nagyjából akkora lehet, mint egy kisebb autóé. Ez már önmagában elég ahhoz, hogy a kutatók nemzetközi összefogást igénylő globális problémának tekintsék és akként kezeljék az utánuk hátramaradó űrszemét megsemmisítését.
Amint arról szakértői kalkulációkra hivatkozva a Conversation is beszámolt: 2033-ig évente nagyjából 3500 tonna aeroszol – apró, szilárd szemcséket és folyadékot tartalmazó levegőrészecske – kerülhet az atmoszférába, ami típustól és színtől függően befolyásolhatja a földi hőmérséklet alakulását. A világosabb részecskék visszaverik az érkező napfényt, amivel hozzájárulnak a levegő hőmérsékletének csökkenéséhez, míg a sötétebb, például kormot tartalmazó molekulák elnyelik a napfényt, melegebbé téve a légkört.
Az atmoszférában található aeroszolok bizonyos típusainak koncentrációja kimondottan aggasztja a kutatókat. 2023-ban amerikai tudósok a légkör összetételét vizsgálva arra jutottak, hogy a sztratoszférában nagy mennyiségben mutathatók ki alumíniumot és lítiumot tartalmazó levegőrészecskék, valamint olyan vegyi anyagok, például fém- és nitrogén-oxidok, amelyek űrhajókból, hordozórakétákból és az időközben légkörben megsemmisülő műholdak akkumulátoraiból származnak. A légkörben időközben felhalmozódott aluminium-oxidok mennyisége például már megközelíti az atmoszférában elégő meteoritokból származó mennyiséget – ez pedig bizonyítottan befolyásolja a légkör hőegyensúlyát. Ami a klímaváltozás egyik potenciális tényezője.
Az ózonréteg védelme gazdasági és egészségügyi érdek
Az alumínium-oxid egyike azon vegyületeknek, amelyek katalizátorként működve gyorsítják a Földet a káros UV-sugárzástól védő ózonréteg elvékonyodását. Ha károsodik az ózonréteg, emelkedik az olyan betegségek kialakulásának kockázata, mint a bőrrák vagy a szürkehályog. A Világgazdasági Fórum becslése szerint az ózonréteg védelméből származó gazdasági haszon nagyságrendileg 2,2 billió dollár.
Az űrszemét közegészségügyi és éghajlati szempontból veszélyes tulajdonsága, hogy évtizedekig vagy akár évszázadokig észrevétlenül keringhet a felső légkörben: anélkül, hogy az ózonkoncentrációra gyakorolt hatását éreznénk. És mivel a következő évtizedekben az űrtechnológia területén robbanásszerű fejlődés várható, ezért a szakemberek összehangolt űrszemét-kezelési stratégiát sürgetnek.
Ezért veszélyes az űrszemét
A Föld körüli pályán keringő törmelék szédületes sebességgel kering, ezért már a néhány centis darabok is komoly sérülést tudnak okozni az űrbe juttatott objektumokon: műholdakon, a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) vagy éppen az asztronautákat szállító űrrepülőkön, ami igencsak megnehezíti az emberes űrrepülést. Minél több szemét kerül ugyanis a légkörbe és marad ott tartósan, annál nagyobb az esélye egy-egy ütközésnek. Az egy centis vagy annál kisebb törmelékdarabok helyzetét ráadásul az űrügynökségek méretükből adódóan követni sem tudják.
Az űrszemét felszámolásának egyik lehetséges útja a „takarítás”. Az ESA 2026-ban tervezi fellőni az első prototípusát (Clear Space 1) annak az űrszeméttakarító műholdnak, ami karok segítségével fogna be egy Föld körüli pályán keringő, használaton kívüli szatellitet, leszállítva azt a légkör azon részébe, ahol eléghet. A technológia egyelőre még nem teszi lehetővé az igazán hatékony szemétszedést, a manőver során ugyanis a takarítóműhold is megsemmisül.
Mi a helyzet itthon?
Magyarországnak is van nemzeti űrstartégiája és erre épülő űrprogramja, ahogy a legtöbb országnak, ami részt vesz a nemzetközi űrtevékenységben. Amint az a kormány oldalán közzétett 108 oldalas dokumentumból kiderül, az elmúlt nagyjából öt évben – 2021-től – erre nagyságrendileg 30-35 milliárd forintot áldozott az állam. Európai viszonylatban ez azt jelenti, hogy míg Franciaország és Németország 2024-ben az Európai Űrügynökség költségvetésének közel 40 százalékát „fedezte”, addig
Magyarország a 2024-ben erre a célra fordított 23,2 millió euróval (közel 9,5 milliárd forinttal) 0,4 százalékkal járult hozzá az ESA éves költségvetéséhez. A környező országok közül a hozzájárulás aránya Csehország esetében 0,9 százalék (48,4 millió euró), Szlovákia esetében pedig 0,1 százalék (13,5 millió euró) volt.
Magyar kisműholdak az űrben
A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem kutatói, oktatói és hallgatói eddig öt magyar zsebműholdat (MASAT, SMOG-1, SMOG-P, ATL-1, MRC-100) terveztek és alkottak, ezeket nemzetközi segítséggel sikeresen Föld körüli pályára is állították, életciklusuk végén pedig mind elégtek a légkörben. Jelenleg az első kereskedelmi kisműhold, a mezőgazdasági célból felküldött WREN-1 kering még Föld körüli pályán.
