science >> Wetenschap >  >> Astronomie

ESA's Swarm ontwijkt botsing tijdens klim om te ontsnappen aan de toorn van de zon

Artist's view van Swarm. Krediet:ESA-P. Carril, 2013

Een zwerm? Van bugs?

Niet helemaal - Swarm is de missie van ESA om de mysteries van het aardmagnetisch veld te ontrafelen. Het bestaat uit drie satellieten, A, B en C - liefkozend bekend als Alpha, Bravo en Charlie.

Wat is er gebeurd?

Een klein stukje door mensen gemaakt afval dat rond onze planeet cirkelt - bekend als ruimtepuin - werd op 30 juni om 16.00 uur CEST gedetecteerd in de richting van Alpha. Een mogelijke botsing werd slechts acht uur later, kort na middernacht, voorspeld. Het risico op een botsing was zo groot dat Alpha snel uit de weg moest gaan.

Er is afval in de ruimte?

Veel van dat. Oude satellieten, raketonderdelen en kleine stukjes puin die zijn overgebleven van eerdere botsingen en rommelige breuken. Elk klein stukje kan ernstige schade aan een satelliet veroorzaken, en grotere kunnen een satelliet vernietigen en een grote hoeveelheid nieuw puin creëren.

Was dit de eerste keer dat dit gebeurde?

Die dag? Kan zijn. Ooit? Echt niet. Elk van de ESA-satellieten moet gemiddeld twee uitwijkmanoeuvres per jaar uitvoeren - en dat is exclusief alle waarschuwingen die ze krijgen die uiteindelijk geen uitwijkmanoeuvre vereisen.

Wat is dan het probleem?

Het uitvoeren van uitwijkmanoeuvres, ook wel een 'botsingsvermijdingsmanoeuvre' genoemd, vereist veel planning. Je moet controleren of je de satelliet niet in een nieuwe baan brengt waardoor hij het risico loopt op andere botsingen en je moet berekenen hoe je met zo min mogelijk brandstof en zo min mogelijk wetenschappelijke gegevens kunt terugkeren naar je oorspronkelijke baan.

Zwerm sterrenbeeld. Krediet:ESA-P. Carril, 2013

ESA's Space Debris Office analyseert gegevens van het US Space Surveillance Network en waarschuwt ESA's Flight Control- en Flight Dynamics-teams voor een mogelijke botsing, meestal meer dan 24 uur voordat het stuk puin het dichtst bij de satelliet komt.

In dit geval kregen ze slechts acht uur van tevoren.

En erger nog, de waarschuwing betekende dat het Swarm-team nu plotseling tegen twee klokken racete. Een andere manoeuvre was gepland voor slechts een paar uur na de mogelijke botsing en moest worden geannuleerd om Alpha voldoende tijd te geven om weg te duiken van het puin. Die manoeuvre was ook erg tijdgevoelig en moest binnen een dag volledig opnieuw gepland, herberekend en uitgevoerd worden.

Wat was de andere manoeuvre?

Alpha en Charlie waren aan het klimmen om aan de toorn van de zon te ontsnappen. Beide satellieten moesten over een periode van 10 weken 25 manoeuvres uitvoeren om hun nieuwe hogere banen te bereiken. Een van Alpha's manoeuvres was gepland voor slechts een paar uur na de mogelijke botsing.

De afbeelding toont het zonnepaneel van Sentinel-1A voor en na de impact van een millimetergroot deeltje op het tweede paneel. Het beschadigde gebied heeft een diameter van ongeveer 40 cm, wat op deze structuur consistent is met de impact van een fragment van minder dan 5 millimeter groot. Krediet:Europees Ruimteagentschap

Wacht, de zon vernietigt satellieten?

Onze zon gaat op dit moment een zeer actief deel van haar 'zonnecyclus' in. Deze activiteit verhoogt de dichtheid van de bovenste atmosfeer van de aarde. Satellieten vliegen door 'dikkere' lucht, vertragen ze en vereisen dat ze meer brandstof aan boord gebruiken om in een baan om de aarde te blijven. Alpha en Charlie trokken naar een minder dicht deel van de atmosfeer waar ze in een baan om de aarde kunnen blijven en hopelijk nog vele jaren en missie-uitbreidingen wetenschappelijke gegevens kunnen verzamelen.

Wat zou er gebeurd zijn zonder deze manoeuvre?

Alpha zou naar Charlie zijn afgedreven en de banen van de twee satellieten zouden elkaar snel kruisen. Dit zou de algehele Swarm-missie 'scheel' hebben achtergelaten, waardoor het vermogen om wetenschap te bedrijven te beperken totdat een andere reeks manoeuvres Alpha en Charlie opnieuw op één lijn bracht.

Het aantal zonnevlekken op het oppervlak van de zon neemt toe en af ​​in zonnecycli van ongeveer 11 jaar. Onze ster gaat momenteel een zeer actieve periode in in zijn 25e zonnecyclus. Krediet:NOAA

Is Swarm nu in orde?

Het Swarm-team ging aan de slag met een reactietijd om te wedijveren met een Olympische sprinter. In samenwerking met het Flight Dynamics-team van de missiecontrole van ESA planden en voerden ze de ontwijkingsactie in slechts vier uur uit, en vervolgens herplanden en voerden ze de andere manoeuvre binnen 24 uur uit.

Alpha is nu veilig voor een botsing met dat stuk puin en heeft zijn klim naar een veiliger lucht naast Charlie voltooid. Maar er is daarbuiten veel puin, en dit laat zien hoe weinig waarschuwing het een satelliet kan bedreigen.

Hoe houden teams al deze botsingswaarschuwingen bij?

Met nieuwe technologie, duurzamer gedrag en door de verantwoordelijkheid voor ruimteschroot zeer serieus te nemen. Het team bouwt nieuwe technologie om meer puin op te sporen, ontwikkelt nieuwe rekentools die hen zullen helpen bij het plannen en uitvoeren van het snel toenemende aantal ontwijkende manoeuvres, en werkt aan richtlijnen die de hoeveelheid nieuw afval beperken dat zij en andere satellietoperators toevoegen aan de probleem. Het team werkt zelfs aan manieren om grotere stukken puin te pakken en ze met een 'ruimteklauw' uit de ruimte te verwijderen. + Verder verkennen

China-satelliet in nauw contact met Russisch puin:staatsmedia