Nekontrolovaná čínská stanice klesá do atmosféry, co komu hrozí?

Modul Tiangong 1 (v překladu Nebeský palác) byl vypuštěn na oběžnou dráhu 29. září 2011 a šlo o historicky první čínskou vesmírnou stanici. Těleso je 10 metrů dlouhé, jeho maximální průměr činí 3,35 metru a startovací hmotnost se pohybovala kolem 8,5 tuny (suchá, bez pohonných látek a podobných věcí pak 7,5 tuny). Ještě na podzim 2011 se ke stanici vypravila bezpilotní loď Shenzhou 8 a splnila jeden z hlavních cílů projektu Tiangong 1 – automatické a vůbec premiérové spojení dvou čínských kosmických plavidel, Číňané se chtěli především učit a sbírat zkušenosti pro stavbu vlastní modulární stanice, která má začít roku 2020 a jejím výsledkem bude vznik orbitální laboratoře srovnatelné s bývalým sovětským/ruským Mirem. 

 

 

Malá vzpomínka na staré dobré časy: od stanice Tiangong 1 odlétá automatická loď Shenzhou 8; listopad 2011 (youtube.com/shegiang)

 

Tiangong 1 poté přivítal na své palubě ještě lodě Shenzhou 9 a 10 v letech 2012 a 2013, vždy v červnu daného roku a obě lodě tentokrát už nesly tříčlenné posádky, Shenzhou 9 mimo jiné první čínskou astronautku ženského pohlaví Liu Yang, tato expedice vyzkoušela kromě jiného spojení s modulem Tiangong v režimu manuálního řízení vlastní kosmické lodi. Posádka Shenzhou 10 o rok později strávila na orbitální stanici celé dva týdny a náplň mise byla především vědecká, probíhaly technologické pokusy s čínskými systémy pro dlouhodobou podporu životních podmínek uvnitř modulu a také vzdělávací přenosy pro čínské školáky a studenty, v posádce byla opět jedna žena. 

Po odletu posádky Shenzhou 10 modul Tiangong 1 osaměl, definitivně, protože další výpravy na jeho palubu už Čína jednoduše neplánovala a místo toho se připravovala na start stanice Tiangong 2 v roce 2016. Nejlidnatějsí země ovšem hodlala provozovat opuštěný Tiangong 1 na oběžné dráze co možná nejdéle, aby si skutečně otestovala dlouhodobé působení vesmírných podmínek na hardware vlastní výroby. Tiangong 1 byl navržen a postaven na dva roky fungování na nízké zemské orbitě, tuto lhůtu ostatně nakonec překročil o dalšího dva a půl roku. 

V době své primární mise, mezi lety 2011 a 13 létal Tiangong 1 ve výškách 350 až 375 kilometrů nad zemským povrchem, jen když se k němu chystala některá loď Shenzhou, tak pro usnadnění setkávacích manévrů stanice klesla na dráhu ve výši 330 až 335 kilometrů, jinak se ale Číňané snažili držet osmitunový modul nad onou hranicí 350 kilometrů, kvůli snížení odporu zbytků atmosféry. Po ukončení výprav na palubu Tiangong 1 Čína dokonce vyslala na palubu povely vystoupat z tohoto důvodu na dráhu s apogeem nad 400 kilometrů výšky a orbit udržující zážehy trysek se podle amatérských pozorovatelů družic staly méně častými, zato silnějšími, letová kontrola si uvědomovala, že palivové nádrže Tiangongu nejsou bezedné. 

Poslední zážeh motorů pro udržení stabilní orbity provedla čínská stanice v listopadu 2015. Na první jarní den roku 2016 pak čínská státní média vydala zprávu, že modul Tiangong 1 přestal komunikovat se Zemí a po 1 630 dnech provozu na oběžné dráze oficiálně ukončil svoji operační misi. „Oběžná dráha stanice, která bude v příštích měsících klesat, je pod bedlivým dohledem čínské Konstrukční kanceláře pro pilotovanou kosmonautiku, která tvrdí, že orbitální modul nakonec v atmosféře shoří,“ stojí ve zprávě mediální agentury Xinhua z 21. března 2016. Teprve v září toho roku pak Číňané zveřejnili, že v březnu došlo na palubě Tiangong 1 k fatální poruše elektrorozvodů pro nabíjení baterií ze solárních panelů, stanici tak velmi rychle došla energie, veškeré systémy přestaly fungovat a modul se stal mrtvým, neovladatelným tělesem. 

Podobná porucha potkala v 80. letech sovětskou stanici Saljut 7, úspěšnou záchrannou misi na palubu zamrzlé a mrtvé základny tehdy podnikli kosmonauté Vladimír Džanibekov a Viktor Savinych, mise zahrnovala třeba i velmi náročné manuální připojení lodi Sojuz k neovladatelnému, pasivnímu tělesu, Číňané ovšem s prvním Tiangongem už neměli další plány a k podobnému startu nepřistoupili. 

Pád a zánik Tiangongu byl zprvu předpovídán asi na polovinu roku 2017. Už tento odhad nám ukazuje, že předpovídat pády těles z oběžné dráhy není nic lehkého a v podstatě do poslední chvíle není nic jisté. Roli zde hraje i kolísavá hustota a rozměry zemské atmosféry, které jsou ovlivňovány například aktuálním přísunem energie ze Slunce, jehož aktivitu je opět dlouhodobě těžké přesně předpovídat a nejednou nás už mateřská hvězda překvapila. V každém případě zánik Tiangongu 1 bude největším a nejnebezpečnějším „průšvihem“ v tomto směru od ledna 2012, kdy v atmosféře shořela ruská meziplanetární sonda Fobos-Grunt, která se kvůli poruše palubního počítače odmlčela krátce po startu na parkovací dráze kolem Země a vážila přes 13 tun. 

Obecně lze říci, že už byly uzavřeny dohody na mezinárodní úrovni o redukci vesmírného smetí kolem naší planety, vysloužilé družice na konci životnosti například stoupají na vyšší dráhy, vypouštějí zbytky paliva z nádrží či odpojují baterie od elektrických obvodů, aby se zabránilo explozi při zahřívání slunečními paprsky a na orbitě kroužilo radši jedno těleso, které lze snadno monitorovat radary, než milion malinkých. Stále však na svůj ohnivý pád do atmosféry čekají staré družice, vypuštěné před uzavřením podobných dohod, vyhnout se nejde ani poruchám nosných raket či samotných družic, které rovněž hrozí tvorbou dalšího vesmírného smetí při havárii neříditelného tělesa. 

Čína tyto dohody o prevenci proti tvorbě vesmírného smetí akceptovala také a provedla v tomto směru i nějaké vlastní studie a bádání, ovšem třeba záměrná, experimentální likvidace vlastní družice útočnou střelou v roce 2007 řadí Čínu co se týče produkce orbitálního smetí na úroveň Ruska či USA, přestože má mnohem kratší historii operací ve vesmíru. 

V historii zatím neznáme případ zranění či usmrcení člověka během pádu lidského produktu z oběžné dráhy, trosky družic, raketových stupňů či orbitálních základen ale zánik v zemském ovzduší přežívají běžně, nalézáme je na souši, vyplavuje je oceán a v historii už způsobovaly i škody na majetku. 

Co se týče samotného Tiangongu 1, odborníci očekávají, že takových 20 až 40 procent jeho hmoty by mohlo (nemuselo, nikdo neví) přežít vstup do atmosféry a dosáhnout povrchu naší planety, hovoříme zde o 1,5 až 3 tunách kovu. 

Riziko zasažení člověka úlomkem stanice Tiangong 1 je nyní vyčísleno na více než 1 ku 5 000, což je na první pohled velmi nízké, ale podle třeba bezpečnostních předpisů NASA alarmující číslo. Svoji roli zde ale hraje i poněkud jiná mentalita a hodnota lidského života v asijských krajích. Zatímco Američané běžně ruší starty raket z Floridy kvůli silnému větru ve vyšších vrstvách atmosféry, protože v případě exploze či řízené likvidace nosiče po jeho selhání by mohly trosky zasáhnout obývané oblasti, naproti tomu čínské vesnice zasahují odhozené raketové stupně a motory i při úspěšných misích. Nikdo si tady s tím moc hlavu neláme. Jiný kraj, jiný mrav. 

Kdy a kam Tiangong spadne? 

Otázky naprosto logické, bohužel velmi obtížné ke zodpovězení. Stanice obíhá Zemi po dráze se sklonem 42,8 stupňů k rovníku, území České republiky je tedy mimo nebezpečí, ostatně přelety čínské stanice byly od nás vždy pozorovatelné jen se štěstím, kousek nad jižním horizontem. Teoreticky ohrožené oblasti zahrnují jih Evropy a Asie, Afriku, Jižní Ameriku, Austrálii, Střední Ameriku a část Spojených států. No a samozřejmě spoustu ploch oceánů, v nichž je pevnina rozložena velmi nepravidelně, celkově je pravděpodobnost, že trosky stanice Tiangong 1 zasáhnou zemskou pevninu ze svého typu oběžné dráhy, vyčíslena na 38 procent. 

Už jsme hovořili o vlivu sluneční aktivity na hustotu zemské atmosféry a pády těles z orbity, dalším důležitým faktorem je ale třeba i aktuální orientace stanice Tiangong 1 v prostoru; pokud momentálně letí „čumákem“ či „ocasem“ dopředu, mírní se odpor zemské atmosféry a oddaluje se ohnivý zánik modulu, pokud ale třeba letí bokem či dokonce plochou solárních panelů vpřed, odpor se zase zvyšuje a pád přibližuje. Amatérští astronomové ale hlásili pomalou rotaci stanice, což podobné výpočty činí ne-li nemožnými. 

I když do vstupu tělesa do zemské atmosféry zbývá pár dnů, tolerance odchylky předpovědí je pořád asi 24 hodin do obou stran časové osy a i v samotný den zániku se pořád předpovězené údaje mohou mýlit dejme tomu o jeden oblet planety (v případě Tiangong 1 něco pod 90 minut). Zániky orbitálních těles v atmosféře jsou prostě hrozně komplexní věda, ovlivněná spoustou obtížně predikovatelných faktorů. 

Co je nového?

Pondělí 2. dubna, 03:30

Americká protivzdušná obrana potvrdila, že čínská stanice Tiangong 1 vstoupila do atmosféry asi v 02:16 SELČ nad jižním Tichým oceánem (výborně, jedno z nejbezpečnějších míst k podobné události, posílají se sem k řízenému zániku třeba i zásobovací lodě, naložené odpadem z paluby ISS) a po 2 375 dnech a 21 hodinách na orbitě zde nalezla svůj "mokrý hrob". Šance poškození majektu či zranění osob případnými ohnivý průlet atmosférou přeživšími troskami jsou v těchto oblastech extrémně malé. 

Neděle 1. dubna, 23:00

Stanici Tiangong 1 zbývají poslední hodiny. Předpověď pádu od sledovacích specialistů americké armády zůstává prakticky beze změn: pondělí, 2. dubna v 02:48 SELČ, tolerance dvě hodiny před i po tomto čase. Tiangong v něm poletí nad rovníkovou oblastí Atlantiku, mezi Jižní Amerikou a Afrikou (viz mapka u minulého příspěvku). 

Neděle 1. dubna, 15:00

Sledovací radary americké armády upřesnily předpověď zániku čínské stanice na Velikonoční pondělí, 2. dubna v 02:47 SELČ, kdy modul poletí v rovníkové oblasti nad Atlantikem, +/- 3 hodiny. Pořád se ale bavíme o časovém rozpětí šesti hodin a Tiangong po současné dráze obletí celou Zemi za 88 minut, čili bavit se o lokalitě zániku stanice je stále předčasné. Vypadá to ale, že mimo nebezpečí je již Severní a Střední Amerika a Austrálie, protože dráha stanice nad jejich územím v noci na pondělí nepovede. 

Sobota 31. března, 19:40

Stanice byla dnes sledována na dráze o výšce už jen 169 až 181 kilometrů, klesá o více než 10 kilometrů denně a v průběhu soboty se toto číslo mělo ještě zvýšit. Do hry vstupuje i mírný nárůst intenzity magnetického pole Země, kterou Tiangong 1 nyní oběhne přesně za 88 minut. Zatím poslední odhad pádu modulu do atmosféry pochází od Evropské kosmické agentury a hovoří o Velikonočním pondělí, 2. dubna okolo 01:30 našeho času, plus mínus asi deset hodin. Lokalizaci, nad kterou objekt zanikne, se zatím nikdo odhadovat neodvážil. 

Sobota 31. března, 11:45

Tiangong 1 se podle posledních dostupných zpráv pohyboval po oběžné dráze o výšce apogea 188 a perigea 174 kilometrů. Komplex rotuje, ovšem jeho další chování nelze moc předvídat; rotace se může znásobit co do rychlosti či počtu os nebo také zmírnit třením o horní vrstvy atmosféry. 

Hustota horních vrstev atmosféry, závislá na sluneční aktivitě (momentálně poměrně nízké), je dalším obtížně predikovatelným faktorem, jak jsme si už říkali, protože energetická výměna v rámci našeho ovzduší ještě není dostatečně probádaná. 

Předpovědi pořád oddalují zánik kosmické stanice, nyní se dle NASA promítá do pozdních večerních hodin našeho času v neděli 1. dubna (23:30 SELČ +/- 10 hodin). 

Samotná Čína ubezpečuje, že se nikomu nic nestane a lidé se místo neštěstí mají těšit na parádní podívanou, kterou hořící a rozpadající se modul poskytne pozorovatelům. 

Pátek 30. března, 13:30

Poslední hlášená orbita čínské stanice leží ve výšce 181 na 193 kilometrů. Celkově to vypadá, že modul vstoupí do atmosféry o něco později, než se zatím předpokládalo; současné modely hovoří o druhé polovině dne na Velikonoční neděli 1. dubna SELČ, nicméně nejistota nadále pokládá na časovou osu více než 12hodinové rozpětí tolerance do obou stran, tato odchylka samozřejmě vylučuje předpověď přesné lokality na povrchu Země, kterou mohou zasáhnout zbytky hořících trosek (připomeňme si, že Tiangong obletí celý svět po současné dráze za 88 minut). Proud nabitých částic ze Slunce, který zasáhl naši planetu v těchto dnech, totiž oproti předpovědím nepřinesl výraznější zahuštění horních vrstev atmosféry, které kladou Tiangongu odpor v letu. S trochou nadsázky lze hovořit o klidném kosmickém počasí. 

Držme si klobouky, apríl bude veselý! 

 

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Aktualizace na webu Spaceflight101.com
[2] Celkový přehled na webu Spaceflight101.com
[3] Aktualizace od expertů ESA