Keď padajú satelity

Blíži sa obdobie, keď sa s vrcholom aktivity meteorického roja Perzeíd môže každý milovník oblohy do sýtosti pokochať tzv. padajúcimi hviezdami. Tento jav spôsobený vstupom prirodzených kozmických telies do zemskej atmosféry už oddávna fascinoval a aj desil našich predkov. Avšak nie je meteor ako meteor a v súčasnosti už môžme pozorovať aj podobné, nemenej pôsobivé javy, ktoré si naši predkovia pred rokom 1957 nemali možnosť vychutnať. Od začiatku kozmického veku sme totiž do vesmírneho priestoru na obežnú dráhu okolo našej planéty poslali tisíce umelých objektov – či už družíc, rakiet alebo úlomkov kozmického odpadu. Značná časť týchto umelých obežníc sa skôr či neskôr do zemskej atmosféry navráti späť – čo môže byť prísľubom rovnako a často dokonca aj pôsobivejšieho ohnivého divadla, aké vzniká aj pri vstupoch prirodzených telies. A hoci sledovanie takého divadla je hlavne o šťastí, keď už sa zadarí, stojí to za to!

Dlhoexpozičná snímka zániku posledného stupňa rakety CZ-3B nad Havajom z 30. januára 2016

Dlhoexpozičná snímka zániku posledného stupňa rakety CZ-3B nad Havajom z 30. januára 2016
Zdroj: http://www.slate.com/

Ako dobre vieme, väčšina umelých telies na zemskej orbite je ovplyvňovaná zvyškovými molekulami atmosféry, ktoré siahajú do kozmického priestoru aj tisíce km od povrchu planéty. Umelé satelity, ktoré sa okolo Zeme pohybujú minimálne prvou kozmickou rýchlosťou, do týchto molekúl narážajú a tým strácajú malú časť svojej pohybovej energie. Zvyšky atmosféry ich teda pomaly pribrzďujú, kvôli čomu sa výška orbity satelitov neustále znižuje. Samozrejme, čím je orbita nižšia, tým je koncentrácia molekúl vyššia, zrážok s nimi exponenciálne pribúda a satelit klesá stále rýchlejšie a rýchlejšie. Tento vplyv výrazne ovplyvňuje životnosť satelitov nachádzajúcich sa na orbite vo výške pod cca 400 km, kde bez aktívnej úpravy svojej dráhy vydržia nanajvýš niekoľko mesiacov. Avšak už vo výške 800 km môžu zotrvať stáročia a vo výškach nad 6 tisíc km dokonca teoreticky neobmedzene dlho, kedže tu už vplyv atmosféry úplne mizne.

Do akej miery je satelit molekulami atmosféry ovplyvňovaný ale nezávisí len od jeho výšky nad povrchom, ale aj od iných faktorov, ako je jeho hmotnosť či plošné rozmery. Čím je ľahší a rozmernejší, tým klesá z orbity rýchlejšie. Od istej výšky nad povrchom (v zásade 110 – 120 km) už dosahuje hustota atmosféry také hodnoty, že orbitálna rýchlosť akéhokoľvek satelitu je neudržateľná a satelit začne s orbity “padať” po balistickej krivke k zemskému povrchu, pričom spočiatku stále dosahuje rýchlosti blízke prvej kozmickej (cca 7,8 km/s). Ďalej to už poznáme – podobne ako pri prirodzených meteoroch dôjde pri tejto rýchlosti kvôli vysokému treniu vo výškach cca 90 až 60 km k rozžhaveniu a deštrukcii satelitu, ktorého úlomky vďaka teplotám dosahujúcim takmer 3000 °C z veľkej časti v atmosfére úplne zhoria. Vznikne tak akýsi umelý meteor, ktorý môže hlavne pri väčších a hmotnejších satelitoch na oblohe predviesť skutočne veľmi spektakulárne divadlo. Bežný pozorovateľ ho od prirodzeného meteoru môže odlíšiť hlavne vďaka jeho relatívne nízkej rýchlosti, ktorá umožňuje jeho dlhé pozorovanie. Zatiaľ čo prirodzený jasný meteor – tzv. bolid, možno ideálne pozorovať nanajvýš niekoľko málo sekúnd, zanikajúce satelity sú bežne pozorovateľné aj desiatky sekúnd, pričom je častá aj ich mnohonásobná fragmentácia, ktorá sa u prirodzených meteorov často neprejavuje.

Stopa, ktorá ostala na oblohe po zániku rakety Falcon-9 nad Ruskom 17. januára 2015

Stopa, ktorá ostala na oblohe po zániku rakety Falcon-9 nad Ruskom 17. januára 2015
Zdroj: http://4.bp.blogspot.com/

V prípade, že k vstupu telesa do atmosféry dôjde krátko pred východom Slnka, alebo po jeho západe, môže byť po ňom na oblohe viditeľná jasná, postupne sa rozptyľujúca “dymová” stopa, ktorú je možné pozorovať aj desiatky minút po páde satelitu. Ide vlastne o akúsi umelú obdobu známych nočných svietiacich oblakov (NLC), ktoré v tomto prípade tvoria mikroskopické zvyšky telesa, ostávajúce po jeho ablácii vo vysokej atmosfére. Po niekoľkých minútach od pozorovania takéhoto zániku je často možné počuť aj hlasitý sonický tresk, ktorý je spôsobený preživšími padajúcimi troskami satelitu, ktorých rýchlosť klesla pod rýchlosť zvuku.

Hoci k vstupom väčších umelých objektov do atmosféry dôjde priemerne niekoľkokrát za mesiac, presne predpovedať, kedy a nad akým územím k nim dôjde je veľmi ťažké, z dlhodobejšieho horizontu dokonca úplne nemožné. Na veľmi nízkej orbite má totiž na dráhu satelitu vplyv mnoho faktorov, akými sú hlavne nepredvídateľné lokálne fluktuácie hustoty vrchných vrstiev atmosféry, ktoré súvisia predovšetkým s meniacou sa intenzitou slnečnej aktivity.

Táto kompozitná tlaková nádrž spadla 15 metrov od domu farmára v Brazílii po zániku rakety Falcon-9

Táto kompozitná tlaková nádrž spadla 15 metrov od domu farmára v Brazílii po zániku rakety Falcon-9
Zdroj: http://2.bp.blogspot.com/

Tie môžu spôsobiť veľký rozptyl v predpovedi zániku satelitu a tak aj pri veľmi precíznom sledovaní jeho dráhy možno ako-tak presnú lokalitu jeho vstupu do atmosféry odhadnúť len niekoľko hodín pred ním samotným. Kvôli tomu je prípadné pozorovanie takéhoto javu naozaj hlavne o šťastí a doteraz je len málo amatérskych pozorovateľov, ktorý ho cielene pozorovali (resp. boli na jeho pozorovanie pripravený). Výnimku tvoria samozrejme pristátia či kontrolované zániky telies v atmosfére (napr. 120 tonový Mir z roku 2001, či pravidelné zániky zásobovacích lodí ISS), ktoré sa ale v zásade dejú nad rozsiahlymi a neobývanými oblasťami (hlavne juh Pacifiku), takže našinec si ich nemá veľmi šancu vychutnať.

Neplánované zániky môžu ale nastať teoreticky kdekoľvek na svete (samozrejme v závislosti od sklonu orbity satelitu) a v prípade, že sa odohrajú na jasnej večernej oblohe nad husto obývanými oblasťami, prakticky vždy pritiahnu pozornosť mnohých náhodných, zväčša úplne laických pozorovateľov. Tí ich pomerne často považujú za UFO či rozpadajúce sa lietadlo. Ako zaujímavosť možno uviesť, že viaceré vykričané UFO hlásenia z minulosti boli pozdejšie jednoznačne identifikované práve ako zániky umelých satelitov – známy prípad je napr. pozorovanie “veľkej materskej mimozemskej lode” z Kanady z decembra 1996, ktoré bolo tzv. ufológmi dokonca zaradené medzi top 10 “UFO káuz”.

Nálezy takýchto guľovitých tlakových nádrží sú v súvislosti s návratom kozmického odpadu najčastejšie. Tieto pochádzajú z čínskej rakety CZ-4B a našli ich v roku 2013 v Texase

Nálezy takýchto guľovitých tlakových nádrží sú v súvislosti s návratom kozmického odpadu najčastejšie. Tieto pochádzajú z čínskej rakety CZ-4B a našli ich v roku 2013 v Texase
Zdroj: http://www.eclipsetours.com/

Ako sa po podrobnejšej analýze ukázalo, v skutočnosti išlo o zánik ruskej rakety Cyklon. K vôbec prvému zaznamenanému pozorovaniu zániku satelitu došlo ešte v apríli 1958, keď rozpad Sputnika 2 zaujal mnoho náhodných pozorovateľov nad východným pobrežím USA. Od vtedy bolo zdokumentovaných ďalších takmer 270 prípadov z celého sveta – ich vynikajúci prehľad, ktorý robí jeden z najvýznamnejších satelitných pozorovateľov Ted Molczan – si môžte pozrieť tu.

Samozrejme, tak ako v prípade niektorých veľmi jasných meteorov, aj zániky veľkých satelitov môžu niekedy priniesť neočakávanú dohru až na zemskom povrchu. Ako už bolo naznačené, ich časť ohnivý prechod atmosférou môže prežiť a dopadnúť až na zem. V prípade zánikov satelitov sa to deje dokonca oveľa častejšie ako v prípade prirodzených bolidov, pretože kvôli ich relatívne nižšej vstupnej rýchlosti a niektorým veľmi odolným častiam (hlavne tlakové nádrže a súčasti raketových motorov) prežije prechod atmosférou v zásade 10 – 40% hmoty satelitu.

Veľká nádrž z americkej rakety Delta-2 nájdená v roku 2013 v Zimbabwe

Veľká nádrž z americkej rakety Delta-2 nájdená v roku 2013 v Zimbabwe
Zdroj: http://www.eclipsetours.com/

Môže ísť o veľmi malé kúsky, ktoré vám neublížia, ani keď vás priamo trafia – tu sa naráža na známy prípad Lottie Williamsovej, ktorá bola v januári 1997 v Oklahome ako prvá osoba preukázateľne zasiahnutá malým kovovým úlomkom z posledného stupňa rakety Delta-2. Na druhej strane ale môže ísť aj o skutočne veľké úlomky schopné zničiť dom či usmrtiť človeka (pozri napr. priložené obr. zo Zimbabwe či z Brazílie), čo sa však zatiaľ našťastie nestalo. Celkovo je od začiatku kozmickej éry evidovaných vyše 70 takýchto nálezov na zemskom povrchu. Ako príklad môžme uviesť farmára z Brazílie, ktorého dom 28. decembra 2014 takmer zasiahla veľká héliová nádrž z druhého stupňa rakety Falcon-9. Takže ak niekedy budete mať to šťastie a budete nad hlavou pozorovať rozpad umelého satelitu v atmosfére, skúste aj preskúmať okolie, či vám náhodou nespadol z neba aj nejaký jeho kúsok…

No a na úplný záver si vychutnajte pár vydarených videí zo vstupov umelých telies do atmosféry z rôznych častí sveta

Zánik čínskej rakety CZ-7 nasnímaný 28. júla 2016 z Kalifornie

Kompilácia videí zo zániku ruskej rakety Zenit nad Thajskom z 1. januára 2016

Zánik posledného stupňa rakety Falcon-9 nad Brazíliou z 28. decembra 2014

Zánik posledného stupňa rakety, ktorá vyniesla pilotovanú loď Sojuz-TMA3M. Pozorované 24. decembra 2011 z Nemecka

A toto je pre zmenu záznam kontrolovaného zániku zásobovacej lode ATV-1 zachytený z lietadla nad Pacifikom

Zdroje informácii:
http://www.satobs.org/
http://www.aerospace.org/
http://www.eclipsetours.com/
http://spaceflight101.com/
https://forum.nasaspaceflight.com/
http://badufos.blogspot.sk/

Obrázky:
http://i.stack.imgur.com/CCLtJ.jpg
http://www.slate.com/…/stevecullen_chineserocket2.jpg.CROP.original-original.jpg
http://4.bp.blogspot.com/…/R0biay-UNig/s1600/AFy5oHoWOqo.jpg
http://2.bp.blogspot.com/…/10364153_10202014861252763_8398142528544707612_n.jpg
http://www.eclipsetours.com/wp-content/uploads/2012/02/bunaspheres124epm1.jpg
http://www.eclipsetours.com/wp-content/uploads/2012/02/bulawayo071513.jpg

Keď padajú satelity, 2.6 out of 5 based on 42 ratings
Pin It
(Visited 2 358 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 2.6/5 (42 votes cast)
(Visited 2 358 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


43 komentářů ke článku “Keď padajú satelity”

  1. Jaroslav Alois napsal:

    Každý rok vyrážejí do lesu desetitisíce houbařů a sběračů lesních plodů.
    Neškodilo by v médiích instruovat veřejnost směrem k těmto nálezům a nálezům meteoritů.

  2. Pazneht napsal:

    Slovensky? Tak to nečtu. Nic proti Slovákům ale na českém webu má být článek buď česky nebo to nějak oddělte.

  3. Spytihněv napsal:

    Klasika je tzv. Incident Ashburtonských koulí z dubna 1972. Na Novém Zélandu dopadlo pět titanových koulí. Šlo o pozůstatky Kosmosu 482 (neboli zamaskovaného neúspěšného sovětského pokusu o let k Venuši), konkrétně to byly nádrže. Reakce Sovětů na snahu o navrácení fragmentů byla pochopitelně taková, že od nich nepocházejí 🙂

  4. Spytihněv napsal:

    Někdy snad před pár lety spadl kosmický odpad tuším přímo na nějaké australské město. Bylo to něco amerického. A starosta poslal do Bílého domu pokutu za znečišťování veřejného prostranství 🙂 Detaily už si nevybavím.

  5. Slíva napsal:

    Zajímalo by mě jestli se pří stavbě (návrhu) raket (zásobovacích lodí, družic) pořítá i s tím, aby dobře zanikly v atmosféře (aby shořely celé)?

    • Marián Šabo napsal:

      Na viacerých konferenciách venovaných téme kozmického odpadu takéto odporúčania pre výrobcov satelitov zaznievajú, do akej miery sa ale reálne uplatňujú, je otázne. Predsalen, niektoré časti satelitov, ako spomínané tlakové nádrže či súčasti raketových motorov musia byť zo svojej podstaty veľmi odolné a tým pádom vstupy do atmosféry prežijú takmer vždy. Dnes sa skôr uplatňuje snaha, aby bol dosluhujúci satelit vrámci možností kontrolovane navedený do atmosféry nad neobývanými oblasťami, kde nemôže spôsobiť žiadne škody.

    • Cílem, který se začíná pomalu naplňovat je, aby nedocházelo k rozpadům družic a horních stupňů nosných raket na oběžné dráze. Zde patří zejména jejich dokonalá pasivace po ukončení činnosti. Pokud takový objekt zůstane v kuse, tak se mnohem lépe sleduje a také předpovídá jeho dráha. U horních stupňů, je-li to možné, by mělo dojít k jejich řízenému zániku v zemské atmosféře po vypuštění družic(e). U družic by mělo 100 % dojít k pasivaci a pokud to je jenom trochu možné, tak urychlit její zánik (platí pro LEO) nebo ji přesunout na tzv. odkládací dráhu (platí zejména pro GEO), aby na exponovaných drahách nepřekážely. Jinak celosvětově žádné nařízení neexistuje, ale COPUOS vydal doporučení, která mnoho států a kosmických agentur zahrnula do svých vnitřních předpisů a řídí se jimi.

  6. Petr Hájek napsal:

    Zajímavý článek,dík .Slovenský jazyk nevadí.

  7. maro napsal:

    Tím posledním videem se určitě inspirovali tvůrci filmu Gravity, kde Sandra letí v čínském modulu dolů a spolu s ní i spousta od kusů čínské orbitální stanice. Ten sešup je nádherný.

  8. AKA the A napsal:

    Jeden podstatný detail – zahřívání třením při návratu do atmosféry je minimální, drtivá většina tepla je kvůli stlačovaní vzduchu, doslova nestíhá uhnout z cesty tak je stlačen, čímž se zahřeje… 😉

  9. Martin Gembec napsal:

    Skvěle napsáno, jen tak dál Mariáne. Diskuze o slovenštině pobavila, o tom žádná 🙂

  10. Tomáš napsal:

    Viete mi inak niekto povedať/vysvetliť nasledovné. Keď som videl niektoré vypúšťanie satelitov z raketoplánov tak vždy dosť rotocali. Malo to nejaký špeci dôvod? Teda určite malo..a to by ma zaujímalo. Thx

Zanechte komentář

You must be logged in to post a comment.