Úklid kolem Země: Češi chtějí na oběžné dráze hledat i velmi drobné kosmické smetí

Kolem naší planety obíhá doslova vesmírné vrakoviště: nefunkční družice, zbytky raket i trosky po předchozích srážkách. Toto smetí ohrožuje funkční satelity, kosmické lodě i Mezinárodní vesmírnou stanici. Jeden z detektorů nebezpečného smetí sestrojila i česká studentka Českého vysokého učení technického. A získala za to cenu od Mezinárodní společnosti pro optiku a optoelektroniku.

Studio Leonardo Praha Sdílet na Facebooku Sdílet na Twitteru Sdílet na LinkedIn Tisknout Kopírovat url adresu Zkrácená adresa Zavřít

Pohled z Mezinárodní vesmírné stanice na noční Graltar (srpen 2017) | Zdroj: NASA

„Kosmické smetí se pohybuje ve výšce od 400 kilometrů do 32 tisíc kilometrů od povrchu Země,“ vysvětluje v pořadu Studio Leonardo studentka Roberta Bimbová z Fakulty jaderné a fyzikálně-inženýrské Českého učení technického v Praze.

Přehrát

00:00 / 00:00

Studentka ČVUT Roberta Bimbová vyvinula detektor kosmického smetí

Objekty o velikosti jednoho centimetru a výše představují hrozbu pro funkční satelity a družice.

„Takový objekt letí rychlostí 28 tisíc kilometrů v hodině, takže je schopen udělat díru do družice a ohrožuje i lidskou posádku, je-li ve vesmíru přítomná,“ doplňuje.

V tuto chvíli je na oběžné dráze tolik smetí, že pokud ho nebudeme aktivně sbírat, tak dojde k tomu, že se jeho počet bude dále srážkami exponenciálně zvyšovat, což bude veliký problém,“ varuje Bimbová.

Až polovina současného smetí na oběžné dráze pochází ze dvou velkých událostí: srážky družic v roce 2009 a sestřelení čínského satelitu.

„Je vytvořeno tolik úlomků a částice, takže hrozí takzvaný Kesslerův syndrom, pro který platí, že čím víc je částeček ve vesmíru, tím více spolu kolidují, což vytváří kaskádu a množství kosmického smetí se pak zvyšuje exponenciálně,“ upřesňuje ve vysílání Českého rozhlasu Plus.

Jen asi 60 procent objektů, které jsou vypuštěny na oběžnou dráhu, je pak podle statistik do 25 let odebráno z oběžné dráhy tím, že jsou svedeny do atmosféry, kde shoří, nebo jsou přesunuty do oblasti orbitu, který je přímo pro kosmické smetí určen.

Pro detekci odpadu jsou používány tradičně radiolokátory na principu elektromagnetického impulsu. „Tedy s nějakou frekvencí vysílají na objekt impuls, ten se odráží pod určitým úhlem, vrací se do radaru, kde je detekován,“ vysvětluje studentka Roberta Bimbová.

„Když sledujeme odražené světlo objektu, tedy od nějakého kusu kosmického smetí, detekční čip je schopen je zachytit. “

Roberta Bimbová

„Problémem je, že takové radiolokátory nejsou schopny zachytit malé částečky, fungují zhruba do velikosti jednoho decimetru, na úrovni centimetru objekty už nezachytí,“ popisuje.

Pro menší odpad se používá optická metoda sledování. „A to je princip našeho detektoru, který využívá toho detekčního čipu s velkou kvantovou účinností, tedy je schopen detekovat jednotlivé fotony,“ přibližuje.

„Náš detektor byl vyvinut v týmu vedeném profesorem Procházkou už v roce 2015, teď už vyvíjíme jeho modifikace, aby byl schopen fungovat v různých režimech,“ dodává Bimbová.

Citlivost i cena čipu

První detektor už byl testován a zachytil první kosmické smetí. „Fungoval na principu laserového zaměřování. Detektor byl umístěn v teleskopu, vysílal laserový paprsek na objekt, který jsme chtěli měřit, museli jsme tedy znát jeho přesnou polohu,“ shrnuje Bimbová.

Teď ale byla přidána nově možnost detekce, která nepotřebuje laser a využívá jen ozáření Sluncem. „Jediné důležité pro detekci je, aby v tu chvíli byla tma, takže detektor je ve tmě a my sledujeme smetí ozářené Sluncem na pozadí hvězd,“ doplňuje.

„Z více měření pak dáváme dohromady, kde se smetí nachází, jaká je jeho odrazivost, jak se natáčí i jak obíhá. Jediný limit celého procesu detekce a měření přestavuje samotný čip. Tam záleží na jeho nastavení, kdy se snažíme, aby přesnost jeho zaměřování byla co největší. “

Roberta Bimbová

Zatím byly používány klasické křemíkové čipy. „Ty jsou velmi drahé, mají-li být vysoce citlivé. Proto jsme použili indium-galium-arsenidový čip. Ten se zdá být levnější, sice funguje na jiné vlnové délce, ale to není problém, protože i lasery jsou dnes dostupnější,“ podotýká.

„Náš detektor budeme 6. ledna testovat v Německu, především jeho přesnost, protože potřebujeme kosmické smetí detekovat na milimetry přesně. Tento test bude proveden v laboratoři a až potom budeme moci zkoušet přímo na kosmickém smetí,“ uzavírá studentka Roberta Bimbová.

Veronika Paroulková, Ondřej Čihák Sdílet na Facebooku Sdílet na Twitteru Sdílet na LinkedIn Tisknout Kopírovat url adresu Zkrácená adresa Zavřít

Nejčtenější

Nejnovější články

Aktuální témata

Doporučujeme