Podruhé během jediného roku zůstal na oběžné dráze použitý velký první stupeň čínské rakety Dlouhý pochod 5B. Ten byl odsouzen k neřízenému zániku kdekoliv mezi 41,5. stupněm severní a jižní šířky. Zanikl nakonec 9. května ráno našeho času. „Stupeň nosné rakety CZ-5B zanikl v atmosféře Země okolo 4:15 SELČ a trosky později dopadly do vod Indického oceánu v oblasti okolo 72,47° v. d. a 2,65° s. š.,“ uvedl na svém Twitteru Michal Václavík z České kosmické kanceláře. Těžká čínská raketa Dlouhý pochod 5B odstartovala 28. dubna s modulem Tianhe – základem nové čínské kosmické stanice. Dlouhý pochod 5B, který  se řadí mezi nejsilnější nosiče světa, odstartoval z kosmodromu Wenchang na ostrově Hainan a zamířil směrem na jihovýchod.

Raketa odhodila své čtyři pomocné urychlovací stupně zhruba tři minuty po startu, ale dva motory na centrálním stupni (zažehnuté už při startu) pracovaly dohromady osm minut a dostaly tak 16,6 metru dlouhý modul Tianhe na oběžnou dráhu. Většina raket je vybavena horním stupněm, který uvolní náklad na oběžné dráze. První stupně takových raket nezískají rychlost k tomu, aby obíhaly kolem Země. První stupně mohou dopadnout různě – SpaceX s nimi přistává a používá je opakovaně, další rakety pak nechávají tyto stupně dopadnout stovky kilometrů od místa startu – na pevninu či do oceánu.

Velká část provozovatelů raket konstruuje své horní stupně tak, aby mohly na konci své mise opětovně zažehnout svůj motor a řízeně zaniknout v atmosféře nad neobydlenými končinami oceánu. Místo toho, aby bylo při návrhu centrálního stupně Dlouhého pochodu 5B pamatováno na trysky, které by zajistily jeho stažení z oběžné dráhy, čínští inženýři se rozhodli nechat raketový stupeň po ukončení jeho mise na oběžné dráze. Jedná se o díl vážící 21,6 tuny s délkou 30 metrů a průměrem 5 metrů. Ještě 7. května se centrální stupeň podle údajů amerického letectva pohyboval po dráze s výškou 149 – 234 kilometrů. Účinky aerodynamického odporu v horních vrstvách atmosféry stále intenzivněji zpomalovaly rychlost stupně, čímž zároveň klesala jeho výška a odpor prostředí byl tedy ještě větší. V noci na neděli už se stupeň dostal do tak nízké výšky, že odpor prostředí snížil jeho rychlost pod první kosmickou a stupeň tak opustil oběžnou dráhu.

„Vstup centrálního stupně Dlouhého pochodu 5B do atmosféry byl nezvyklý, protože při startu dosáhl oběžné dráhy, místo toho, aby dopadl někam v dráze letu, jak to bývá běžné,“ popisuje Marlon Sorge hlavní inženýr na Aerospace Corp.’s Center for Orbital and Re-entry Debris Studies a před pár dny dodal: „Prázdný raketový stupeň je na eliptické dráze kolem Země, kde bude klesat vstříc neřízenému zániku.“ Stupeň vstoupil do atmosféry rychlostí zhruba 28 000 km/h a většina jeho konstrukce shořela právě při průchodu atmosférou. Tření a stlačování plynů před sebou ohřálo molekuly okolního prostředí na teplotu, která dosáhla vysokých hodnot.

„Obecně platí, že zhruba 20 – 40 procent hmoty velkého objektu dopadne na povrch Země, ale přesné číslo závisí na designu daného objektu,“ říká Sorge a dodal: „V tomto případě očekáváme zhruba mezi pěti a deseti tunami. Obecně u horních stupňů  vidíme, že malé a střední nádrže přežijí téměř nedotčeny, stejně tak i velké díly raketových motorů. Velké nádrže a povrch centrálního stupně se pravděpodobně rozpadnou. Zřejmě také odpadne lehký materiál jako třeba izolace. Bod tání použitých materiálů rozhodne o tom, co zůstane.“

Velké starosti ale dělaly otázky spojené s časem a tedy i místem vstupu stupně do atmosféry. Ani den před zánikem stupně totiž nebylo jisté, kdy a kde k tomu dojde. Předpověď 18th Space Control Squadron americké armády vydaná 7. května předvídala, že centrální stupeň dlouhého pochodu 5B vstoupí do atmosféry během 12 hodin dlouhého období, které začne v neděli v 5:00 SELČ. Space Surveillance and Tracking Consortium spadající pod Evropskou unii zase očekávalo 7. května vstup centrálního stupně do atmosféry v neděli mezi 2:30 a 14:30 SELČ. Jenže neřízené návraty do atmosféry se velmi těžko předvídají. Samotná předpověď se může změnit podle toho, co zachytí pozemní radarové stanice sledující kosmické objekty. Změny v atmosférickém odporu a sluneční aktivita mohou reálný zánik oproti očekáváním urychlit, ale i zpomalit. Důležité je, že odchylky předpovědí se zmenšují s tím, jak se blíží vstup tělesa do atmosféry.

Sklon oběžné dráhy stupně vůči rovníku byl 41,5 stupně, což znamenalo, že nespálené zbytky stupně mohly dopadnout v podstatě kamkoliv mezi 41,5. stupněm severní a 41,5. stupněm jižní šířky. V tomto pásmu přitom najdeme celou řadu velkých měst. „V této oblasti je většina zemského povrchu pokryta oceánem, případně se jedná o neobydlená území. To znamená, že statistická pravděpodobnost dopadu trosek do obydlené oblasti je nízká,“ stojí v prohlášení konsorcia EU SST, kde se dále píše: „Tyto předpovědi jsou však spojeny s nejistotou, jelikož objekt není řízen. Lepší odhady tak budou k dispozici pouze pár hodin před samotným vstupem do atmosféry.“

Pro lepší představu – minutový rozdíl v čase vstupu do atmosféry změní oblast dopadu trosek o zhruba 500 kilometrů! Konsorcium dál uvedlo, že centrální stupeň Dlouhého pochodu 5B je „jedním z největších objektů za poslední dobu, které vstoupí do zemské atmosféry“ a „zaslouží si pečlivé monitorování“. Marlon Sorge k tomu uvádí: „Pravděpodobnost, že kus kosmické tříště zasáhne město či hustě obydlenou oblast, je obvykle relativně malá. Co dělá tuto událost obzvlášť pozoruhodnou, je, že k ní může dojít mezi 41.5 stupněm severní a jižní šířky, kde žije velká část světové populace. Ovšem statistické riziko, že jednoho člověka zasáhne padající kosmický úlomkem je tak malá, že můj kolega žertoval, že pokud by předpověď ukázala, že přesně na jeho dům dopadne úlomek, tak že by si vzal kameru a šel si to natočit.“

Nedělní zánik centrálního stupně Dlouhého pochodu 5B je již druhým případem během necelého roku, kdy se do zemské atmosféry vracel velký centrální stupeň tohoto nosiče. K prvnímu startu Dlouhého pochodu 5B došlo v květnu 2020 a tehdy zůstal centrální stupeň také na oběžné dráze. K jeho zániku došlo 11. května 2020 nad severním Atlantikem jen pár minut poté, co proletěl nad severní částí Spojených států – hlavně nad New Yorkem. Kousky neshořelých zbytků tehdy dopadly na území Pobřeží Slonoviny, ale nikdo nehlásil žádné zranění. Tato událost z roku 2020 obnášela neřízený vstup nejtěžšího objektu do atmosféry země od zániku sovětské stanice Saljut 7 v roce 1991, jak uvedl astronom Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, který sleduje starty kosmických nosičů a sleduje globální dění na oběžné dráze.

Centrální stupeň Dlouhého pochodu 5B je masivnější než jiné významné družice, které za uplynulé desetiletí neřízeně zanikly v zemské atmosféře – jde třeba o porouchanou ruskou sondu Fobos-Grunt, americkou družici UARS pro průzkum atmosféry nebo čínskou kosmickou laboratoř Tiangong 1. Hmotnost centrálního stupně je zhruba čtvrtinová oproti americké stanici Skylab, která v roce 1979 zanikla v zemské atmosféře a její zbytky dopadly do Austrálie. Nefunkční družice a staré raketové stupně pravidelně vstupují do zemské atmosféry, ovšem takové události jsou u objektů těžších než pár tun poměrně vzácné.

Další rakety Dlouhý pochod 5B mají příští rok vynést nové modul pro rozšíření čínské kosmické stanice. Pokud Čína nezmění design centrálního stupně své rakety, přijdou po těchto misích další neřízené návraty. Wang Wenbin, tiskový mluvčí čínského ministerstva zahraničí 7. května na tiskové konferenci uvedl, že se jedná o „běžný postup“ pro horní stupně raket, které shoří během vstupu do atmosféry. Později také nesprávně označil daný stupeň Dlouhého pochodu 5B jako „horní“ a uvedl, že „většina jeho částí shoří během průchodu atmosférou, což snižuje pravděpodobnost poškození leteckého či pozemního sektoru a s tím spojených aktivit extrémně nízko.“ Jenže žádná jiná raketa na světě nenechává tak velkou část spadnout na Zemi neřízeně. „Řízené návraty, především u velkých objektů, vyžadují pečlivé plánování a budou mít velký vliv na design a nosnost stupně,“ napsal Sorge a dodal: „Nicméně jde o preferovaný postup v rámci mezinárodních standardů, který se rychle stává globální nornou.“

Přeloženo z:
https://spaceflightnow.com/

Zdroje obrázků:
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/139914564_16196788173761n.jpg
https://mk0spaceflightnoa02a.kinstacdn.com/…/2021/05/lm5b_groundtrack1.jpg
https://pbs.twimg.com/media/E0HgmC1XMAAPkpv?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/E03KglgXsAI8LST?format=jpg&name=4096×4096
https://pbs.twimg.com/media/E039D6XX0AsFgJK?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/E039IlrXEAADZ3Q?format=jpg&name=large
https://pbs.twimg.com/media/E039KWzXsAMVcl9?format=jpg&name=large