Spacepage

Waar 'sterven' satellieten? Hot!

Geschreven door 
Beoordeel dit item
(6 stemmen)
Artistieke impressie van satellieten en ruimtepuin in verschillende banen om de Aarde Artistieke impressie van satellieten en ruimtepuin in verschillende banen om de Aarde Foto: NASA

Rondom onze planeet cirkelen vele honderden operationele satellieten die gebruikt worden voor communicatiedoeleinden of om het klimaat op Aarde te bestuderen. Net zoals alle andere door de mens gemaakte objecten hebben ook satellieten geen eeuwig leven. Zo beschikken ze over een beperkte hoeveelheid brandstof en worden de gevoelige elektronische onderdelen en wetenschappelijke apparatuur aan boord van deze ruimtetuigen continu blootgesteld aan extreme omstandigheden. Eenmaal deze satellieten niet meer operationeel zijn, kan ze men ze ofwel laten opbranden in de atmosfeer van de Aarde of naar een speciale baan om de Aarde brengen. Beide opties worden algemeen aanzien als een 'kerkhof' voor satellieten. 

Spacecraft cemetery (ruimtevaartuig begraafplaats)

De satellieten en ruimtevaartuigen die zich in lage banen om de Aarde bevinden, zoals satellieten die onze planeet en het klimaat bestuderen of bevoorradingstuigen voor ruimtestations, op enkele honderden kilometers hoogte worden op het einde van hun operationele leven dichter naar de Aarde gebracht zodat ze opnieuw de atmosfeer induiken en vervolgens opbranden. Kleine satellieten branden dan ook volledig op zodat er geen brokstukken op Aarde neervallen maar grotere ruimtetuigen, zoals onderdelen van ruimtestations, kunnen de val in de atmosfeer overleven waardoor ze een potentieel gevaar voor de mens vormen. Om te voorkomen dat brokstukken op bewoond gebied neerkomen, zal men grotere satellieten of ruimtetuigen gecontroleerd in de atmosfeer van de Aarde laten vallen zodat men precies weet waar brokstukken gaan terechtkomen. Het gebied waarin dit het vaakst gebeurd, is één van de meest afgelegen plekken op Aarde. Dit gebied, dat bekend is als 'spacecraft cemetery', bevindt zich in het zuiden van de Stille Oceaan, op ongeveer 3 900 kilometer afstand van Wellington, Nieuw-Zeeland. Ruimtevaartagentschappen kozen dit gebied omdat dit bekend staat als het meest afgelegen gebied op Aarde aangezien het dichtstbijzijnde stukje land zich op een afstand van 2 415 kilometer bevindt. 

Doordat dit deel in de Stille Oceaan al sinds 1971 intensief gebruikt wordt als kerkhof voor overgebleven onderdelen van satellieten en ruimtevaartuigen kan men er op de zeebodem, die zich op een diepte van 4 kilometer bevindt, al tal van onderdelen terugvinden van historische en andere belangrijke ruimtevaartmissies. Zo werd gekozen om het Russische ruimtestation Mir in 2001 te laten opbranden in de atmosfeer van de Aarde waarna enkele grote brokstukken neerkwamen in het 'spacecraft cemetery' in de Stille Oceaan. Doordat het ruimtestation Mir een gigantisch bouwwerk was van verschillende modules met een gewicht van 143 ton brandde niet alle onderdelen op in de atmosfeer van de Aarde maar kwamen ongeveer 20 ton aan brokstukken terecht in het 'spacecraft cemetery' in e Stille Oceaan. Het gebied waarin de brokstukken van Mir in de Stille Oceaan vielen, was maar liefst 3 000 kilometer lang en 100 kilometer breed. Daarnaast werd dit gebied de afgelopen decennia ook gebruikt als laatste rustplaats voor overgebleven brokstukken van bevoorradingstuigen voor het internationaal ruimtestation ISS zoals de Russische Progress, Japanse HTV en Europese ATV ruimtevaartuigen. Ondanks het feit dat satellieten of onderdelen van ruimtestation gecontroleerd in onze atmosfeer neervallen en er grotendeels in opbranden, zorgt deze manier van werken tot stof voor heel wat discussie. Zo stellen milieuorganisaties zich ernstige vragen bij de brokstukken die in de Stille Oceaan terechtkomen en de mogelijke schade deze veroorzaken aan de lokale fauna en flora. Daarnaast is elke terugkeer in de atmosfeer van de Aarde een berekend risico aangezien men het ruimtevaartuig of de satelliet niet meer onder controle heeft eenmaal deze de atmosfeer in tuimelt. Eén verkeerde berekening kan er dus voor zorgen dat de satelliet in kwestie op een heel andere plaats kan neerkomen dan in de zogeheten 'spacecraft cemetery'. 

Graveyard orbit (kerkhofbaan)

Satellieten die zich in een geostationaire baan om de Aarde bevinden, op een afstand van ongeveer 35 800 kilometer hoogte, worden op het eind van hun operationele leven naar een zogenaamde 'graveyard orbit' of 'kerkhofbaan' gestuurd. Doordat de satellieten in een geostationaire baan of op andere verre afstanden niet meer beschikken over de nodige hoeveelheid brandstof om deze te laten terugkeren in de atmosfeer van de Aarde is het eenvoudiger deze naar een laatste rustplaats in de ruimte te brengen waar ze niet kunnen botsen met andere operationele satellieten. Als we weten dat een geostationaire satelliet een snelheidsverschil van 1 500 m/s nodig heeft om in de atmosfeer van de Aarde te kunnen verbranden, terwijl dezelfde satelliet slechts 11 m/s nodig heeft om in een kerkhofbaan verplaatst te worden, is de keuze snel gemaakt. Toch is het overbrengen van een satelliet van een geostationaire baan naar een kerkhofbaan nog steeds een risicovolle onderneming aangezien de satelliet over genoeg brandstof moet beschikken en deze niet in de verkeerde baan mag terechtkomen. Kerkhofbanen liggen gemiddeld enkele honderden kilometers voorbij de banen waarin operationele geostationaire satellieten zich bevinden op een afstand van meer dan 36 100 kilometer van het aardoppervlak. 

Illustratie van een satelliet die overgebracht wordt naar een kerkhofbaan

Erfenis uit het verleden: ruimtepuin

Helaas zijn de twee bovenste opties als laatste rustplaats van satellieten of ruimtevaartuigen niet altijd gebruikt. Zo zitten we rondom onze planeet met een gigantische berg aan afval dat 'ruimtepuin' of 'ruimteschroot' heet en doelloos ronddraait om de Aarde in allerlei verschillende banen en posities. Tijdens de beginjaren van de ruimtevaart, de Koude Oorlog en historische ruimtevaartprogramma's zoals het Amerikaanse Apollo Maanprogramma lag men niet echt wakker van wat men nu wel of niet moest doen met verouderde of niet meer functionerende satellieten en ruimtevaartuigen waardoor heel wat 'rommel' uit die periode nog steeds rond onze planeet cirkelt. De bewustwording rond ruimtepuin en wat te doen met satellieten die aan het eind zijn van hun levensduur kwam helaas vele jaren te laat waardoor er vandaag de dag vele duizenden stukken puin zoals gebruikte rakettrappen, oude satellieten en andere onderdelen rond onze planeet cirkelen in de vorm van 'ruimtepuin'. Zelfs tientallen jaren na het stopzetten van hun missie draaien satellieten uit de jaren '60 en '70 nog steeds stuurloos en doelloos rond de Aarde. In juli 2016 hield het United States Strategic Command maar liefst 17 852 objecten in de gaten die rond onze planeet zweven waarvan 1 419 operationele satellieten zijn. De overige duizenden objecten bestaan grotendeels uit oude satellieten, trappen en brandstoftanks van raketten en brokstukken afkomstig van botsingen tussen satellieten. Eén van de grootste uitdagingen van de ruimtevaart in de toekomst is dan ook wat men met al deze duizenden objecten ooit gaat doen. Doordat de mens voor een groot deel afhangt van satellieten en continu wil werken en leven in een baan om de Aarde vormt ruimtepuin uit het verleden dan ook voor een enorme dreiging. Zo werden in het verleden al verschillende operationele satellieten geraakt door stukjes ruimtepuin waarna hun missie abrupt eindigde. Het enige wat we vandaag de dag kunnen doen is deze stuurloze objecten zo goed mogelijk in kaart brengen met behulp van radars en investeren in technologieën om deze op te ruimen of te verwijderen uit hun baan waarin ze cirkelen. Zo bestaan er sinds enkele jaren plannen voor de ontwikkeling van een soort vuilniswagen die in de ruimte stukjes ruimtepuin moet opruimen om dit vervolgens te laten opbranden in de atmosfeer van de Aarde. Daarnaast bestaan er plannen om oude satellieten in de ruimte opnieuw te voorzien van brandstof of om deze een 'duwtje' te geven zodat deze zich naar een kerkhofbaan kunnen begeven. Tot op heden werden deze plannen echter nog nooit in de praktijk getest.

Kris Christiaens

Medebeheerder & hoofdredacteur van Spacepage.
Oprichter & beheerder van Belgium in Space.
Ruimtevaart & sterrenkunde redacteur.

Volg mij op Twitter: @KrisChristiaens

Naar boven

Dit gebeurde vandaag in 1998

Het gebeurde toen

Lancering vanop de Bajkonoer lanceerbasis van de eerste module (Zarya) voor het internationale ruimtestation ISS. Deze 19,3 ton zware module heeft een lengte van 12,5 meter en werd met Amerikaans geld gebouwd door het Russische Khrunichev State Research and Production Space Center. Zarya beschikt over drie toegangsluiken en twee zonnepanelen die drie kilowatt aan energie leveren. Foto: NASA

Geplande evenementen

Geen geplande evenementen

Messier 99

Messier 99

M99 is een spiraalvormig sterrenstelsel dat deel uitmaakt van de bekende Virgocluster van sterrenstelsels. Doordat we het sterrenstelsel vanuit bovenaanzicht bekijken, zijn de spiraalarmen mooi te zien op fotografische opnames…

Lees meer...

Steun Spacepage!

Spacepage wordt aan onze bezoekers blijvend gratis aangeboden maar om de hoge kosten om de site online te houden te drukken moeten we wel het nodige budget kunnen verzamelen. Ook jij kunt uw bijdrage leveren door Spacepage te ondersteunen met uw donatie zodat we u blijvend kunnen voorzien van het laatste nieuws en artikelen boordevol informatie.

Doel bereikt!

Sociale netwerken