Rommel in de ruimte (het Kessler syndroom)

Rommel in de ruimte (het Kessler syndroom)

Als mensheid zijn we al een tijdje bezig met het lanceren van satellieten in de ruimte. Op dit moment cirkelen er duizenden rond de aarde, elk met een specifieke functie. De functie van zo’n satelliet kan verschillen tussen onderzoek naar de ozonlaag tot mogelijk maken dat je naar de andere kant van de wereld kunt bellen. Maar functionele satellieten is niet het enige wat er in de ruimte rondzweeft. Af en toe gaat er wel eens een satelliet kapot. Er is ooit een satelliet kapot geschoten met een raket en astronauten laten wel eens een schroevendraaier vallen. Al deze brokstukken blijven ook gewoon rondjes draaien rond de Aarde en kunnen een groot gevaar vormen voor astronauten en satellieten. Hoe gaan we daar mee om?

Ruimteschroot

Afval in de ruimte wordt een steeds groter probleem. Het zijn vooral kleine brokstukken van een paar centimeter, die net als satellieten in een baan rond de aarde draaien. Wanneer zo’n klein stukje afval tegen een satelliet aan botst kan dat de satelliet beschadigen, of zelfs stuk maken. Stel je voor dat er een brokstuk tegen het internationale ruimtestation (ISS) was gebotst, waar Andre Kuipers maanden in heeft gewoond. Dan kan er een gat in de romp van het station geslagen worden en wordt alle lucht weggezogen! Al een aantal keer is de bemanning van het ISS hierdoor in gevaar geweest, maar het ging gelukkig elke keer goed.

Hoe groter een brokstuk is, hoe gevaarlijker hij is. Er zweven meer dan een half miljoen brokstukken rond de aarde die groter zijn dan een paar centimeter. Deze kunnen echt gaten slaan in satellieten (en astronauten). De enige manier om je hiertegen te beschermen is door ze te ontwijken. Dit is heel moeilijk, want dan moet je van al die half miljoen stukken precies weten waar ze zijn en waar ze naartoe gaan! Dat wordt ook echt daadwerkelijk bijgehouden.

Er zijn nog veel meer brokstukken kleiner dan een centimeter: meer dan 10 miljoen! Deze zijn in principe niet gevaarlijk, maar zorgen voor erosie: alsof je een satelliet continu aan het zandstralen bent. Hoewel dit er niet voor zorgt dat de satelliet kapot gaat, gaat hij hierdoor wel veel minder lang mee.

Deze afbeelding laat alle satellieten zien die rond de Aarde draaien (tot 2012, er zijn er alweer een flink aantal bijgekomen). De Low Earth Orbit (LEO) is de grote witte wolk, waar veruit de meeste satellieten zijn. Maar daarbuiten zit ook nog erg veel puin. Je ziet een soort van ring van witte puntjes. Dat heet een geostationaire baan: ongeveer 65.000 kilometer boven het aardoppervlak. Satellieten in een geostationaire baan draaien 'met de aarde mee': ze hebben altijd hetzelfde stuk grond onder hun.
Nog een afbeelding van de rommel in de ruimte

Foutje

Ik denk dat de grootste vergissing met betrekking tot ruimtepuin van de Chinezen komt. Ze wilden testen of ze met een raket een satelliet kapot konden schieten. Dat was gelukt en vervolgens knalde de satelliet (en de raket) uit elkaar in meer dan 35.000 stukken groter dan 1 cm. De internationale gemeenschap heeft hier erg kritisch op gereageerd, omdat de hele wereld nu rekening moet houden met alle brokstukken.

lke rode lijn is een brokstuk van de kapotgeschoten satelliet...

Daarnaast zijn in 2009 twee satellieten tegen elkaar gebotst, waardoor er ook heel erg veel puin in een baan rond de aarde is gekomen. Ooit zal al dit puin weer terug naar de aarde vallen, maar dit duurt vele jaren.

Stukken van deze botsingen zijn in het verleden tegen space shuttles gebotst. In 2006 heeft een stukje elektronica een gat geboord in het hitteschild van de space shuttle Atlantis. In 2007 in die van de space shuttle Endeavour.

Kessler syndroom

Er komt continu ruimtepuin bij. Er verdwijnt ook steeds ruimtepuin, doordat het bijvoorbeeld terugvalt naar de aarde. Wanneer er sneller ruimtepuin bijkomt dan weggaat spreken we van het Kessler syndroom. Wanneer twee stukken ruimtepuin tegen elkaar botsen (dat gebeurt natuurlijk ook), kunnen deze uit elkaar spatten in meer dan twee stukken, waardoor het ruimtepuin zichzelf vermeerderd. Hierdoor neemt het aantal brokstukken rond de aarde zo snel toe, dat het kan zijn dat een bepaalde hoogte volledig onbruikbaar wordt voor satellieten! Daarom is het erg belangrijk het ruimtepuin op te ruimen.

Voorkomen & genezen

De enige manier om ervoor te zorgen dat er niet zoveel ruimtepuin is, is het voorkomen van nieuw puin. Ruimteschroot valt heel langzaam weer terug naar de aarde en verbrand dan in de dampkring. Langzaam verdwijnt het probleem dus (zolang we niet met het Kessler syndroom te maken krijgen). Er zijn op het moment een aantal manieren om ruimtepuin zoveel mogelijk te voorkomen.

Wanneer een satelliet kapot gaat werkt hij natuurlijk niet meer. Maar hij zweeft wel nog steeds rond de aarde. Met het laatste beetje kracht wordt hij dan naar de aarde geduwd of naar een zogenoemde ‘begrafenisbaan’ (dit gebeurt dus net voor het eind van zijn leven). Als hij naar de aarde wordt geduwd verbrand de satelliet in de dampkring. Als hij naar de begrafenisbaan wordt geduwt blijft hij in een baan rond de aarde draaien, maar op een andere hoogte. Deze specifieke hoogte wordt alleen gebruikt om kapotte satellieten in op te slaan, zodat ze geen gevaar vormen voor bestaande satellieten. Niet echt de meest ideale manier om van je afval af te komen, maar wel relatief goedkoop.

Het ruimtepuin wat er nu is blijft nog heel erg lang rondzweven, en als we niet oppassen krijgen we te maken met zo’n Kessler syndroom. Om het huidige ruimtepuin weg te halen, zou een grote ‘ruimtestofzuiger’ gebouwd kunnen worden. Maar geen enkel land wil dit doen. Het is namelijk een project dat miljarden kost en niks oplevert. Je kunt geen onderzoek doen met zo’n ruimteschip en je kunt er ook geen geld mee verdienen. Er liggen wel plannen, maar er is er geen enkele die momenteel kostendekkend zou kunnen zijn.

Ruimteschroot is dus een steeds groter wordend probleem, maar niemand wil het oplossen. Wat er hiermee gaat gebeuren in de toekomst is mij ook nog volstrekt onduidelijk. In ieder geval moet er wel ooit (en liever vroeg dan laat) iets aan gedaan worden!

Luc Hendriks's afbeelding

Over Luc Hendriks

Nijmegen http://www.heel.al

Reacties