Příliš drahý nepořádek: Kolik nás bude stát vesmírná skládka?
Zemská orbita se rychle zaplňuje satelity a kosmickým odpadem. Za chvíli se prostor v blízkosti naší planety „ucpe“ natolik, že už nebude létání do vesmíru bezpečné – což by mohlo pohřbít naše ambice v dobývání kosmu možná na celé generace.
Už zhruba půl století létáme na oběžnou dráhu Země a občas i do vzdálenějšího kosmu. Během té doby vyšlo najevo, že je poměrně snadné dělat ve vesmíru nepořádek a zároveň nesmírně obtížné vyhozené „odpadky“ uklízet. Ve výsledku se kosmický odpad velmi rychle hromadí a stává se závažnou hrozbou.
Prostor kolem naší planety se plní pozůstatky nosných raket a satelitů, ať už vyřazených z provozu, nebo nefunkčních, které již nemají pod kontrolou pozemní operátoři. Z mnoha různých důvodů se jedná o závažný problém, přičemž zmíněný odpad mimo jiné ohrožuje vesmírnou ekonomiku, jež se stále ještě nachází v plenkách. Nastal tedy nejvyšší čas, aby se kosmické agentury i soukromé společnosti pustily do úklidu – a to především na nízké oběžné dráze.
Nebezpečně rychlý
Americké letectvo sleduje přes 25 tisíc kusů kosmického odpadu o rozměrech větších než 10 cm a o celkové hmotnosti asi 9 000 tun. Jde o velmi nebezpečné objekty, svištící kolem Země rychlostí okolo 10 km/s, takže katastrofu může vyvolat i srážka s relativně malým předmětem. V dnešní době do satelitů běžně narážejí milimetrové kousky odpadu, někdy se závažnými důsledky. Takové kolize stojí provozovatele družic asi 86–106 milionů dolarů ročně, a navíc obvykle dál zvyšují množství odpadu na orbitě.
Související rizika se však neomezují na kosmický prostor. V posledních letech se totiž množí případy, kdy kusy vesmírného smetí dopadnou na zemský povrch. Studie zveřejněná předloni ve vědeckém časopise Nature Astronomy odhadla, že při současném množství odpadu na oběžné dráze dojde během jednoho desetiletí k usmrcení člověka kosmickým smetím s pravděpodobností asi 10 %.
Po dobrém to nejde
Smlouva Outer Space Treaty z roku 1967 předpokládá, že za škody způsobené vesmírným odpadem zodpovídají národní vlády, i když jde o objekty původně vypuštěné soukromými společnostmi. Náklady by tedy měli automaticky nést daňoví poplatníci, což u kosmických velmocí nevzbuzuje přílišné nadšení. Není proto divu, že popsaný mechanismus nefunguje. V důsledku tak stále schází prakticky použitelná mezinárodní smlouva, jež by zaváděla pravidla a standardy pro nakládání s kosmickým odpadem a také stanovila zodpovědnost i případné pokuty pro viníky.
Jak je v podobných případech obvyklé, dokud je správný postup víceméně dobrovolný, a přitom nákladný, mnozí aktéři ho obcházejí. Jen málo zemí a firem dnes navrhuje nosné rakety a satelity tak, aby zvládly kompletní „životní cyklus“ – tedy aby měly dost paliva a potřebné technologie pro bezpečný zánik v dolních vrstvách atmosféry. Státy a společnosti, které by taková pravidla nedodržovaly, by měly pocítit bolestivé finanční i jiné sankce.
Obávaný Kesslerův syndrom
Proč taková přísnost? Fyzika kosmického odpadu je neúprosná. Na orbitách ve výšce mezi 775 a 975 km se opuštěné satelity míjejí ve vzdálenosti menší než 1 000 metrů asi tisíckrát ročně. V případě srážky dramaticky naroste množství odpadu o velikosti nad 10 cm, stejně jako malých, ale stále nebezpečných kousků. A ty pak „prší“ na satelity obíhající pod dráhou, na níž ke kolizi došlo.
Závažnou hrozbu věrohodně ukazuje film Gravitace režiséra Alfonsa Cuaróna z roku 2013, v němž roj trosek z vyřazeného ruského satelitu zničí americký raketoplán. Jde o fiktivní příběh, ale chování kosmického smetí v něm do značné míry odpovídá reálným poznatkům. Donald Kessler v roce 1978 předpověděl, že odpad může zemskou orbitu zaplnit do té míry, že už nebude možné létat do vesmíru bez rizika poškození kosmické lodi.
Americký vědec mluvil o situaci, kterou dnes označujeme jako Kesslerův syndrom: Při určité hustotě objektů na nízkých oběžných dráhách by mohlo docházet ke kolizím a vzniklé trosky by okamžitě vyvolávaly další srážky a uvolnění bezpočtu trosek. Taková situace by nebyla nepodobná štěpné reakci v jaderném reaktoru, kdy neutrony rozbíjejí atomy, z nichž se následně opět uvolňují neutrony a rozbíjejí velké množství dalších atomů. Pokud by Kesslerův syndrom doopravdy nastal, mohlo by to znamenat konec letů do vesmíru na dlouhou dobu.
Na orbitě není k hnutí
Podle studie z roku 2023, zveřejněné odborným časopisem Ecological Economy, se může na nízkých oběžných dráhách Země pohybovat maximálně asi 72 tisíc satelitů. A při překročení uvedené meze budeme čelit bezprostřednímu riziku Kesslerova syndromu. K osudovému limitu jsme přitom blíž, než lidé obvykle tuší. Soukromé společnosti se snaží zabrat maximum prostoru na oběžné dráze. Za poslední tři roky vzrostl počet satelitů na orbitě asi z 6 500 zhruba na deset tisíc. Víc než polovinu z nich, téměř 6 500 zařízení konstelace Starlink, vypustila firma SpaceX. Do budoucna jich ovšem plánuje provozovat několikanásobně víc a podobných megakonstelací by mělo v dohledné době vzniknout nejméně šest.
Sloty pro satelity na orbitě přiděluje Mezinárodní telekomunikační unie ITU se sídlem v Ženevě a roli hrají i pravidla jednotlivých zemí. Regulátor se stará především o to, aby se jednotlivé družice a konstelace navzájem nerušily na frekvencích rádiového vysílání. Nekontroluje však, zda se nacházejí na přidělených dráhách. Výbor Inter-Agency Space Debris Coordination Committee, tvořený zástupci 13 kosmických agentur, vydal v roce 2020 pokyny pro omezování kosmického odpadu, a to především formou jeho navádění zpět do atmosféry. Podle odborníků jde o krok správným směrem, zbývá však ještě udělat spoustu dalších.
Velmi drahý problém
Ekonomika 21. století počítá s velkým množstvím satelitů, ale jak se zdá, jejich počet nebude možné navyšovat donekonečna. I kdyby ovšem nenastal Kesslerův syndrom, podle odhadů ekonomů budou problémy s kosmickým odpadem stát lidstvo v příštím století zhruba 1 % globálního HDP ročně. Tato částka odpovídá přibližně desetinásobku celého ročního rozpočtu České republiky.
