Csak kevesen ismerik, milyen sokféle dolog érkezhet az űrből a Földre.

A Föld körüli pályán keringő elhagyott műholdak és a folyamatosan növekvő űrszemét felhalmozódása a jövőben olyan váratlan kihívásokat hozhat, amelyekre eddig talán nem is gondoltunk.

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.

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.

A légkörben felhalmozódó űrszemét hatásainak megvitatása a hatvanas és hetvenes években még nem volt prioritás a nemzetközi űrverseny feszített tempójában, amelyet a Szovjetunió és az Amerikai Egyesült Államok uralt. Ekkoriban a két szuperhatalom versengése annyira elragadta a figyelmet, hogy a űrben keletkező hulladék mennyisége még nem volt elegendő ahhoz, hogy jelentős hatással legyen a Föld éghajlatára vagy légkörére, és nem vetett árnyékot az emberes űrrepülések biztonságára sem. Azonban, ahogy az évtizedek teltek, és a világűrben egyre több műhold és űreszköz keringett, a téma mára sürgetővé vált, és a Földünkre gyakorolt potenciális következmények egyre inkább a figyelem középpontjába kerültek.

Tudósok már hosszabb ideje tanulmányozzák, hogyan befolyásolja a légkörben lebegő űrszemét az ózonréteg állapotát, és hogy mennyi ilyen hulladékot tolerál még az atmoszféra anélkül, hogy komoly, a Földön tapasztalható ökológiai problémák merülnének fel.

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.

A műholdak súlya, üzemideje és pályája rendkívül változatos. Az alacsony Föld körüli pályára (maximálisan 2000 km távolságra a felszíntől) indított műholdak általában 3-5 évig üzemelnek, és az üzemidő végén a légkörben elégve semmisülnek meg. Ezek a kisebb, néhány kilogrammos eszközök a kutatás és a kommunikáció területén játszanak fontos szerepet. Ezzel szemben a magas Föld körüli pályán (geostacionárius pályán) mozgó műholdak, amelyek súlya akár egy teherautóéval is vetekedhet, 15-30 évig működnek, és az üzemidő végén sem hagyják el a pályájukat. Ezek közé tartoznak a távközlési, műsorszórási és meteorológiai előrejelzést támogató műholdak, amelyek nélkülözhetetlenek a modern technológiai infrastruktúrában.

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.

A légkörben fellelhető aeroszolok egyes típusainak koncentrációja egyre inkább aggasztja a tudományos közösséget. 2023-ban amerikai kutatók a légkör összetételének alapos vizsgálata során arra a megállapításra jutottak, hogy a sztratoszférában jelentős mennyiségű alumíniumot és lítiumot tartalmazó levegőrészecskék találhatók. Ezen kívül olyan vegyi anyagok is kimutathatók, mint a fém- és nitrogén-oxidok, amelyek űrhajókból, hordozórakétákból, valamint a légkörben elégő műholdak akkumulátoraiból származnak. Az alumínium-oxidok mennyisége például már közelíti azokat a mennyiségeket, amelyeket az atmoszférában elégő meteoritok bocsátanak ki – ez pedig jelentős hatással van a légkör hőegyensúlyára, amely a klímaváltozás egyik lehetséges tényezőjének bizonyul.

Az alumínium-oxid egy olyan vegyület, amely katalizátorként szerepet játszik az ózonréteg elvékonyodásának folyamatában, amely a Földet védi a káros UV-sugárzástól. Az ózonréteg károsodása súlyos következményekkel járhat, növelve a bőrrák és a szürkehályog kialakulásának kockázatát. A Világgazdasági Fórum által készített becslések szerint az ózonréteg védelméből származó gazdasági előnyök körülbelül 2,2 billió dollárra tehetők.

Az űrszemét egy olyan rejtett fenyegetés, amely közegészségügyi és éghajlati szempontból komoly aggodalmakat vet fel. Ez az anyag évtizedeken át, sőt akár évszázadokon keresztül is észrevétlenül keringhet a felső légkörben, anélkül, hogy közvetlen hatását az ózonrétegre észlelnénk. Az elkövetkező évtizedekben várható űrtechnológiai robbanás pedig tovább növeli a problémát, így a szakértők együttes űrszemét-kezelési stratégiák kidolgozását sürgetik, hogy megelőzhessük a jövőbeli környezeti kockázatokat.

A Föld körüli pályán cikázó törmelékek hihetetlen sebességgel haladnak, így már a néhány centiméteres darabok is jelentős károkat okozhatnak az űrben lévő objektumokban, például műholdakban, a Nemzetközi Űrállomáson (ISS) vagy az asztronautákat szállító űrhajókban. Ez pedig komoly kihívást jelent az emberes űrrepülések számára. Ahogy egyre több űrszemét gyűlik össze a légkörben, úgy nő a ütközések kockázata is. Ráadásul az egy centinél kisebb törmelékdarabok nyomon követése gyakorlatilag lehetetlen az űrügynökségek számára, mivel méretük miatt nem észlelhetők.

Az űrszemét eltüntetésének egyik ígéretes megközelítése a "takarítás" koncepciója. Az Európai Űrügynökség (ESA) 2026-ra tervezi az első prototípus, a Clear Space 1 fellövését. Ez a különleges űreszköz karokkal fogja megcélozni a Föld körüli pályán keringő, már használaton kívüli szatelliteket, és ezeket a légkör olyan részébe irányítja, ahol eléghetnek. Jelenleg azonban a technológia nem képes hatékonyan kezelni az űrszemét problémáját, mivel a műhold a manőver során elkerülhetetlenül megsemmisül.

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 2024-ben 23,2 millió euróval (nagyjából 9,5 milliárd forint) támogatta az ESA éves költségvetését, ami a teljes hozzájárulás 0,4 százalékát jelenti. A környező országok közül Csehország 0,9 százalékkal (48,4 millió euró) és Szlovákia 0,1 százalékkal (13,5 millió euró) járult hozzá a költségvetéshez.

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.