Staré orbitální stanice padají k Zemi. Máme se bát?

V druhé polovině září informovala média o tom, že se čínská orbitální stanice vymkla kontrole a „padá k Zemi“. Někdy skoro hrůzostrašné titulky musely v představách mnoha čtenářů evokovat až katastrofický scénář. Zánik orbitální stanice stejně jako jiných velkých těles přitom není ani ničím novým ani ničím, čeho bychom se měli zvlášť obávat.

První čínská orbitální stanice

Tiangong-1 (v překladu Nebeský palác) byla vynesena kosmickou raketou CZ-2FT1 29. září 2011 jako vůbec první čínská orbitální stanice. Při startu měla hmotnost 8506 kg (podle některých zdrojů více), délku 10,4 m a průměr 3,35 m. Jedná, respektive jednalo se tedy o nejmenší dosud vypuštěnou orbitální stanici a představu o její velikosti si lze nejlépe udělat z modelů soulodí s pilotovanou kosmickou lodí Shenzhou. Pro taikonauty (označení pro čínské kosmonauty) byl určen jediný modul, na který z jedné strany navazoval stykovací uzel pro připojení kosmických lodí a z druhé přístrojový úsek s dvojicí solárních panelů pro napájení stanice.

Hlavním úkolem stanice bylo ověření připojení kosmické lodi a to v nepilotovaném i pilotovaném režimu a nácvik dlouhodobějších pobytů na oběžné dráze oproti samostatným misím kosmické lodi Shenzhou z předchozích let. Vedle toho posádky obou misí uskutečnily samozřejmě celou řadu experimentů i vzdělávacích aktivit. Postupně se ke stanici vydali tři kosmické lodě – nepilotovaná Shenzhou-9 a dvě pilotované kosmické lodě.

První z nich Shenzhou-9 byla vypuštěna 16. června 2012 s tříčlennou posádkou ve složení Jing Haipeng, Liu Wang a Yang Lui, která se stala první taikonautkou. K historicky prvnímu připojení kosmické lodě k orbitální stanici v rámci čínského kosmického programu následně došlo 18. června 2012 ještě v automatickém režimu. 24. června se pak taikonauti s kosmickou lodí od stanice odpojili, aby Wang Liu vyzkoušel ze vzdálenosti 140 m přiblížení a spojení se stanicí s ručním řízením.

Ke startu druhé pilotované lodě Shenzhou-10 ke stanici Tiangong-1 došlo 11. června 2013 opět s tříčlennou posádkou ve smíšeném složení Nie Haisheng, Zhang Xiaoguang a Yaping Wang. 23. června posádka opět vyzkoušela odpojení od stanice a ruční připojení, než se 25. června definitivně odpojila a vydala zpět domů.

Po odletu kosmické lodi Shenzhou-10 přešla stanice do nepilotovaného režimu. A Číňané se rozhodli již neobydlenou stanici ponechat na oběžné dráze, aby ověřili skutečnou životnost klíčových systémů. Od té doby se předpokládalo, že k zániku stanice kolem září nebo října. Od září se však objevují zprávy o ztrátě kontroly nad stanicí a předpoklady jejího zániku do konce tohoto roku nebo v prvním čtvrtletí roku následujícího.

Žhavé návraty z oběžné dráhy

Nepřesnosti ovšem nejsou žádným překvapením, zvláště v případě ztráty kontroly nad řízením orbitální stanice. Žádná stanice ani družice totiž nelétá po neměnné oběžné dráze. Ta je (v případě nízké oběžné dráhy kolem Země) ovlivňována především hustotou atmosféry, sluneční aktivitou a prováděnými korekčními manévry. Ale také tvarem tělesa a jeho aktuální orientací.

Postupným snižováním výšky dráhy dochází stále k většímu brzdění, což má za následek právě se snižující výšku oběžné dráhy i rychlost objektu. Čím níže se tedy družice nebo stanice pohybuje, tím rychleji „míří ke svému konci“. Vliv na oběžnou dráhu má také sluneční záření. Ostatně i proto obvykle létají k orbitálním stanicím (dříve k Saljutům, MIRu, dnes ISS) nákladní kosmické lodě, které je zásobují palivem nutným ke korekčním manévrům a zvyšování oběžné dráhy.

Jakmile ovšem družice či stanice vstoupí do tzv. hustších vrstev atmosféry, dochází k velkému tepelnému ohřevu i aerodynamickému namáhání. Pilotované kosmické lodě jsou proto vybaveny tepelným štítem, který je chrání. Orbitální stanice stejně jako jiné družice pochopitelně takový štít nepotřebují. Proto při vstupu do atmosféry dochází k jejich destrukci, přičemž velká část většinou shoří a většinou jen menší úlomky dopadnou až na zemský povrch.

Zánik čínské orbitální stanice v tomto ohledu není ničím zvláštní. Svou pozornost však na sebe přitahuje ze dvou jiných důvodů – velikostí a tím, že do atmosféry má vstoupit zcela neřízeně. Někteří odborníci se proto správně obávají, že některé části mohou průlet atmosférou vydržet.

Nikdo neví, kam a kdy spadne

Přesně předvídat, kdy vstoupí čínská stanice do hustých vrstev atmosféry, je prakticky nemožné. Proto je nemožné předvídat i místo, nad kterým se tak stane a kam budou dopadat úlomky stanice. Víme jen, že to bude v některé oblasti, nad kterou stanice po své oběžné dráze prolétá. Rozhodně tedy není v ohrožení jakékoliv místo, jak by se z mnoha fantaskních zpráv mohlo zdát.

I velikost samotných úlomků je těžké odhadovat. Orbitální stanice je složena z více částí a jejich zánik a rozpad lze jen těžko simulovat. Nicméně na základě výpočtů a předchozích zkušeností můžeme očekávat, že největší části v atmosféře neshoří a na Zem dopadnou řádově až stakilogramové kusy. Ty už nebezpečné mohou být, ovšem ne více než například pád dopravního letadla.

Zániky orbitálních stanic

Z historie samozřejmě známe konce všech doposud vynesených orbitálních stanic. Doposud „nejtěžší“, v podstatě neřízený zánik orbitální stanice mají na svědomí Američané s 80 t těžkou orbitální stanicí Skylab, která zanikla 11. července. Velká část úlomků dopadla v Austrálii nedaleko Perthu a způsobila řadu kráterů.

V pořadí neřízených sestupů podle hmotnosti byli druzí Sověti se 40 000 kg vážící orbitální stanicí Saljut 7, která zanikla 7. února 1991 po dlouhých pěti letech bez posádky. V roce 1986 sice byla ke stanici vyslána družice Kosmos 1686, která ji vynesla až na dráhu s výškou 475 km a počítalo se, že řízený sestup proběhne pomocí ještě vyvíjeného kosmoplánu Buran. Jenže vysoká aktivita slunečního záření koncem 80. a začátkem 90. let „načechrala atmosféru“, čímž způsobila rychlejší sestup. Orbitální stanici nakonec zbylo jen velmi málo paliva, pomocí kterého se technici snažili alespoň o menší korekční manévry spočívající v natáčení stanice (čímž snižovali a naopak zvyšovali odpor). Většina úlomků tak nakonec dopadla do Tichého oceánu a jen několik málo na území Argentiny, kde nikoho nezranily.

Úplně největším a nejtěžším tělesem, které zaniklo v atmosféře, byla ovšem 23. března 2001 ruská orbitální stanice MIR s hmotností 120 t. Zánik tak velkého objektu už musel být pochopitelně řízen, jelikož v opačném případě by už skutečně hrozilo reálné nebezpečí. 24. ledna 2001 proto z kazašského kosmodromu Bajkonur odstartovala nákladní loď Progress M1-5, která se následně spojila s orbitální stanicí. Jakmile výška oběžné dráhy klesla na hranici 220 km, provedla 23. března 2001 loď Progress řadu brzdicích manévrů. Při nich navedla MIR do hustých vrstev atmosféry, kde společně s orbitální stanicí zanikla. Většina trosek dopadla do Tichého oceánu mezi Austrálii a Jižní Amerikou. Největší části mohly vážit okolo 700 kg.

Máme se čeho obávat?

Ačkoliv není na místě zlehčovat plánovaný vstup čínské orbitální stanice do atmosféry, nejedná se ani zdaleka o takovou událost, která by se s ohledem na celkovou hmotnost měla zapsat do dějin.

Na druhou stranu je škoda, že se Číňanům nepodaří, jak podle některých zpráv původně chtěli, provést řízený sestup. Přes veškeré (ne)pravděpodobnosti totiž nelze nikdy vyloučit, že nějaký úlomek nezpůsobí škodu nebo dokonce ztráty na životech.

Autor: Michal Polák