Dvě desetiletí zkoumala vesmír, teď ji čeká zánik v atmosféře. Kde skončí trosky observatoře Swift?

Americká NASA očekává, že její kosmický dalekohled Swift v nejbližších dnech nekontrolovaně vstoupí do zemské atmosféry. Pokus o záchrannou misi, která měla observatoř navést na vyšší oběžnou dráhu, totiž selhal. Přestože většina konstrukce při průletu atmosférou shoří, některé odolnější součásti mohou dopadnout až na zemský povrch.

Dvě desetiletí pozorování vesmíru

Observatoř Swift (celým názvem Swift Gamma-Ray Burst Mission) odstartovala na oběžnou dráhu v listopadu 2004. Během následujících dvou desetiletí zkoumala především záblesky gama záření, během dvou dekád si ale připsala i řadu dalších kosmických objevů. Využívala k tomu trojici přístrojů: teleskop pro detekci záblesků gama (BAT), rentgenový dalekohled (XRT) a ultrafialový a optický teleskop (UVOT).

NASA 20. října oznámila, že oběžná dráha observatoře klesla do výšky pouhých 275 kilometrů nad Zemí. Přibližně 1 500 kilogramů vážící zařízení už nedokázalo vyrovnávat rostoucí odpor atmosféry. Přepnulo proto do bezpečného režimu a jeho provozní tým z Pensylvánské státní univerzity následně vyslal příkaz, kterým fakticky ukončil jeho činnost.

Stále více družic se vrací na Zemi

Nekontrolovaný návrat observatoře není úplně ojedinělou událostí. Podle Darrena McKnighta, technického experta společnosti LeoLabs, která sleduje dění na oběžné dráze, se počet objektů vstupujících každoročně do atmosféry za posledních pět let zvýšil desetinásobně. Důvodem je především rychlý růst družicových konstelací na nízké oběžné dráze a pravidelná obměna jejich technologií.

McKnighta znepokojuje mnohem víc rychle přibývající množství vysloužilých rozměrných objektů na oběžné dráze ve výškách nad 644 kilometrů než samotný osud observatoře Swift. Ta se podle něj při průletu atmosférou s největší pravděpodobností z velké části rozpadne, takže nebude představovat významné riziko pro lidi na Zemi. Některé součásti rentgenového a optického teleskopu však mohou průlet přežít.

Kam mohou trosky dopadnout?

Podle Deana Sladena, leteckého inženýra a manažera kvality britské společnosti Accu Components, začne rozhodující fáze návratu ve výšce přibližně 120 kilometrů. Vzduch před družicí se tam zahřeje natolik, že začne zářit. 

Jako první se obvykle odtrhnou solární panely a antény. Ve výšce kolem 78 kilometrů se pak rozpadne hlavní konstrukce a většina materiálu se roztaví a vypaří.

Přesné místo dopadu případných přeživších trosek zatím nelze určit. Oběžná dráha observatoře vede v pásu přibližně 21 stupňů od rovníku. Ten z větší části pokrývají oceány, protíná ale také obydlené oblasti Afriky, jižní a jihovýchodní Asie a Latinské Ameriky.

Které součásti mohou přežít?

Většinu konstrukce observatoře tvoří hliník, kabeláž a elektronika, které se při návratu do atmosféry roztaví poměrně brzy. Šanci na přežití mají především malé, husté a tepelně odolné součásti z titanu, oceli nebo skla.

Sladen za nejpravděpodobnější kandidáty považuje šest těžkých reakčních kol, která sloužila k orientaci observatoře, a některé odolnější části teleskopů, například čočky a zrcadla. Naopak přibližně 52 000 drobných olověných destiček tvořících masku přístroje se téměř jistě roztaví. Na zemský povrch by tak mělo dopadnout nanejvýš několik malých ohořelých úlomků, které už nebudou připomínat původní dalekohled.

Podle Sladena zatím nebylo zveřejněno podrobné vyhodnocení rizik spojených s návratem observatoře. To ovšem neznamená, že NASA takovou analýzu neprovedla. Požadavky agentury stanovují, že pravděpodobnost zranění člověka v důsledku dopadu kosmického odpadu nesmí překročit jednu ku 10 000. Sladen proto předpokládá, že příslušné posouzení existuje, pouze nebylo zveřejněno. Jeho publikování by podle něj pomohlo veřejnosti získat přesnější představu o skutečném nebezpečí.

Družice navržené k zániku

Konstrukce družic dnes stále více počítají také s tím, co se s nimi bude dít po skončení jejich životnosti. Mnohé jsou vybavené pohonem, který jim umožňuje zamířit do odlehlých oblastí oceánu, případně využívají materiály navržené tak, aby při návratu do atmosféry zcela shořely. Tento přístup se označuje jako design for demise.

NASA stanovuje, že pravděpodobnost zranění člověka při návratu družice nesmí překročit jednu ku 10 000. Pokud družice tento požadavek nesplňuje, očekává se její řízený zánik. Podobný přístup uplatňuje také Evropská kosmická agentura.

Obavy z dopadu trosek observatoře Swift proto podle Sladena nejsou namístě. NASA označuje riziko pro lidi na zemském povrchu za malé a většina observatoře skutečně shoří. Případné přeživší části navíc s největší pravděpodobností skončí v oceánu.

Větší problém představuje dlouhodobý trend. S rostoucím počtem vypouštěných družic přibývá také nekontrolovaných návratů do atmosféry. O to důležitější bude, aby se s bezpečným zánikem počítalo už při jejich konstrukci.