Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Hoe ruimteafval werkt

Een hoofdstuwstoftank van een Delta 2-draagraket die op januari landde in Georgetown, Texas 22, 1997. Afbeelding met dank aan NASA

Tijdens een bezoek aan het Internationale Ruimtestation moet een astronaut enkele reparaties uitvoeren aan de buitenkant van het bouwwerk. Nadat hij het juiste gereedschap heeft verzameld, zijn ruimtepak heeft aangetrokken en door de luchtsluis is gegaan, begint de astronaut aan zijn ruimtewandeling. Zijn missie:draai enkele losse schroeven op de romp van het ruimtestation vast, een potentieel gevaar voor de veiligheid van de bemanning. Na een spannende maar uiteindelijk succesvolle reparatie ontspant de astronaut zich en haalt hij de sleutel uit de laatste bout. Helaas kost zijn ontspanning hem, omdat een lossere greep op de sleutel ervoor zorgt dat deze uit zijn hand glijdt en de ruimte in vliegt. De sleutel is nu ruimteafval geworden , stukken puin die met een snelheid van 17.000 kilometer per uur rond de aarde cirkelen.

Mensen produceren ongelooflijk veel afval op aarde. Alleen al in de Verenigde Staten gooit de gemiddelde persoon elke dag meer dan 4 kilo afval weg. Het land als geheel produceert in één jaar 251 miljoen ton afval [bron:EPA]. Omdat we onze eigen problemen op de grond hebben met zwerfvuil en overvolle stortplaatsen, denken we misschien niet te veel na over ruimteafval, afgezien van een paar ruimtestations. en een handvol satellieten in een baan om de aarde. Maar NASA beweert dat er potentieel miljoenen objecten, zowel klein als groot, in een gigantische wolk van rommel rond de aarde draaien.

Wat is ruimteafval precies? Hoe is het daar eigenlijk terechtgekomen, en wie heeft het daar überhaupt neergezet? En hoe groot is de kans dat je een klap op je achterhoofd krijgt als je weer op de aarde valt? Lees de volgende pagina voor meer informatie over ruimteafval.

Inhoud
  1. Wat is ruimteafval?
  2. De gevaren van ruimteafval

Wat is ruimteafval?

De omslag van LIFE magazine van 21 oktober 1957 toont wetenschappers van het Smithsonian Observatory die werken bij M.I.T. in Cambridge om te proberen de baan van de Spoetnik te berekenen. Dmitri Kessel/Time Life Pictures/Getty Images

Ruimteafval ontstond halverwege de twintigste eeuw, helemaal aan het begin van de ruimtewedloop. Toen de Sovjet-Unie op 4 oktober 1957 de Spoetnik I lanceerde, de eerste satelliet in de geschiedenis die in een baan om de aarde ging, lette de wereld erop. Hoewel de satelliet naar huidige maatstaven klein was – ongeveer zo groot als een strandbal – veroorzaakte de Spoetnik nog steeds veel angst onder de landen, vooral in de Verenigde Staten. Naast het aanwakkeren van de ruimtewedloop baarde de lancering veel Amerikanen zorgen vanwege het verband met de kernwapenwedloop. Als de Sovjets in staat zouden zijn een satelliet de ruimte in te sturen, zouden ze er ook een atoombom op kunnen bevestigen en binnen enkele uren een doel kunnen bereiken.

Omdat dit iedereen overrompelde, gooiden verschillende landen middelen in ruimtevaartprogramma's. De gebeurtenis leidde er direct toe dat het Congres de National Aeronautics and Space Administration (NASA) oprichtte.

Regeringen, en nu bedrijven op het gebied van mobiele telefoons, televisie en GPS-ontvangers, hebben sinds het begin van de ruimtewedloop honderden satellieten per jaar gelanceerd. Deze satellieten vormen, samen met raketten en andere objecten die de ruimte in worden gestuurd, het grootste deel van het ruimteafval. Het NASA Orbital Debris Space Program Office noemt dit soort objecten ook als voorbeelden van ruimteafval:

  • Verlaten (verlaten) ruimtevaartuig - Wanneer ruimteschepen of delen van ruimteschepen niet meer werken, blijven ze voor onbepaalde tijd door de ruimte zweven. Het is meestal te duur om deze objecten terug te halen, dus blijven ze daar rond de aarde cirkelen totdat ze weer naar beneden vallen of in botsing komen met ander ruimteafval. Tom Ervin/Getty ImagesJim Rollings, uitvoerend directeur van het South Florida Science Museum, houdt een weggegooide Space Shuttle-tegel vast van de Space Shuttle Endeavour.
  • Bovenste fasen van draagraketten - Moderne space shuttles zijn eigenlijk een verzameling van verschillende raketten die op elkaar zijn gestapeld. Wanneer space shuttles worden gelanceerd, is er meestal meer dan één raketboost nodig om ze hoog genoeg de ruimte in te krijgen, en deze raketten worden in fasen afgevuurd. . De laatste fasen worden bovenste fasen genoemd Omdat ze zich bovenaan de hele shuttle bevinden, en omdat ze zo laat vuren, kan al het materiaal dat uit het ruimtevaartuig wordt verdreven vast komen te zitten in de baan van de aarde. Ze behoren tot de grootste soorten ruimteafval.
  • Vast afval van raketmotoren - Sommige space shuttles gebruiken vaste raketbrandstof voor de voortstuwing. Na lanceringen kan er wat brandstof overblijven en deze zal ronddrijven in de container waarin deze is opgevlogen. Dit vormt een groot risico op botsingen, omdat er na een explosie alleen maar meer ruimteafval ontstaat.
  • Kleine verfvlekjes - Hoewel het misschien moeilijk te geloven is, zweven er potentieel miljoenen kleine stukjes verf rond de baan van de aarde. Door hitte of botsingen met andere kleine deeltjes worden verfvlekken van ruimtevaartuigen meestal afgebroken en in ruimteafval veranderd.

Hoe gevaarlijk kunnen al deze objecten in de ruimte zijn? Kijk op de volgende pagina voor meer informatie.

De gevaren van ruimteafval

Ruimtepuin dat met hoge snelheden reist, dreigt nog meer puin te creëren door in botsing te komen met andere objecten. Afbeelding met dank aan NASA

Het Amerikaanse Space Surveillance Network, een afdeling die puin door de ruimte zweeft en rapporteert aan NASA, observeert meer dan 13.000 door de mens gemaakte objecten die in een baan om de aarde cirkelen met een diameter groter dan 10 cm [bron:National Geographic News]. Dat aantal is alleen maar toegenomen, vergeleken met de 9.000 objecten in 2000. De organisatie schat dat er ook miljoenen veel kleinere objecten rondzweven, en alles bij elkaar weegt ongeveer 5.500 ton. Zorgt al dit ruimteafval voor problemen voor ruimtestations – of zelfs voor mensen op de grond?

Hoewel het moeilijk te geloven is, reizen veel van deze objecten rond de aarde met snelheden van meer dan 35.000 kilometer per uur. Alles wat met een dergelijke hoge snelheid reist, zou een aanzienlijke hoeveelheid schade aan een ruimtevaartuig veroorzaken als er een voltreffer zou plaatsvinden. Zelfs een klein verfvlekje dat met zo'n snelheid beweegt, kan een gat van een halve centimeter in het raam van een ruimtestation boren.

Omdat er daarboven zoveel objecten rondvliegen, bestaat de vrees dat botsingen tussen puin alleen maar meer fragmenten zullen opleveren. Zelfs als we nu zouden stoppen met het lanceren van ruimtevaartuigen en geen enkel object in een baan om de aarde zouden sturen, zou de hoeveelheid puin in de ruimte constant blijven tot 2055 [bron:National Geographic News]. Daarna zouden de zaken zelfs nog erger worden, omdat de hoeveelheid materiaal die zich daar al bevindt onvermijdelijk zou botsen en nog meer ruimteafval zou creëren. Deskundigen zijn bang dat dit al gebeurt. Het meest recente geval van een dergelijke botsing vond bijvoorbeeld plaats op 17 januari 2005, toen een stuk puin van een ontplofte Chinese raket insloeg op een 31 jaar oude Amerikaanse raket die met rust was gelaten. De botsing heeft slechts vier stukken puin opgeleverd, maar waarnemers vrezen dat het slechts een kwestie van tijd is voordat dergelijke stukken een onstuitbare kettingreactie veroorzaken.

Het goede nieuws voor astronauten is dat het meeste ruimteafval zich tussen de 800 en 1000 kilometer boven de aarde bevindt:het internationale ruimtestation vliegt in een baan om de aarde op 400 kilometer hoogte, terwijl space shuttles gewoonlijk slechts 600 kilometer boven de aarde reiken. Ruimteprogramma's werken ook aan raketontwerpen die de hoeveelheid puin die tijdens een lancering ontstaat, beperken.

Bestaat er voor degenen onder ons op aarde een mogelijkheid dat ruimteafval terug op de grond valt? Alles in een baan om de aarde zal uiteindelijk door de zwaartekracht van de aarde weer naar beneden worden getrokken. Wanneer dat gebeurt, hangt af van hoe hoog het object is en hoe snel het gaat. Hoe hoger de hoogte, hoe langer het duurt voordat het object valt, en het zal zelfs nog langer duren naarmate het sneller rond de aarde draait. Deze objecten kunnen duizenden jaren in een baan om de aarde blijven.

En de risico's van een klap op het hoofd? Gelukkig verbrandt het meeste puin tijdens de terugkeer, en is er nog nooit iemand gedood door ruimteafval. Britse bookmakers merken op dat de kans dat ruimteafval op een persoon landt minstens 20 miljard op één is [bron:The Scotsman].

Voor meer informatie over wat er in de ruimte gebeurt, zie de volgende pagina.

De positieve kant van ruimteafval dat naar beneden komt

Hoe kan ruimteafval nuttig zijn voor mensen? Een onwaarschijnlijke economische bloei heeft Russische dorpen in de buurt van het Plesetsk Cosmodrome getroffen, dat meer dan 1.500 lanceringen heeft uitgevoerd op negen lanceerplatforms. Een paar dagen voor de lancering van ruimteschepen als Soyuz, Molniya, Cosmos-3M, Cyclone-3 en Rockot worden lokale bewoners gewaarschuwd de lanceerplaats te vermijden. Na een paar dagen keren de dorpelingen terug om te zoeken naar waardevol metaalschroot uit de beginfase van de raketlancering. Het schroot kan worden verkocht, of mensen kunnen onderdelen bewaren voor gebruik in huis, zoals batterijen voor lampen of roestvrij staal voor de bouw.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Waarom zweven er tientallen dode dieren rond in de ruimte?
  • Waarom ligt de grootste stortplaats ter wereld in de Stille Oceaan?
  • Hoe stortplaatsen werken
  • Hoe satellieten werken
  • Hoe Space Shuttles werken
  • Hoe ruimtestations werken
  • Hoe raketmotoren werken
  • Hoe recycling werkt
  • Hoe de aarde werkt

Meer geweldige links

  • NASA Orbital Debris-programma

Bronnen

  • Breed, William. "In een baan om de aarde draaiende rommel, ooit hinderlijk, is nu een bedreiging." New York Times. 27 februari 2007. http://www.nytimes.com/2007/02/06/science/space/06orbi.html
  • Lovgren, Stefan. "Opruiming van ruimteafval nodig, waarschuwen NASA-experts." Nationaal Geografisch Nieuws. 19 januari 2006. http://news.nationalgeographic.com/news/2006/01/0119_060119_space_junk.html
  • NASA Orbital Debris-programma. "Veelgestelde vragen over orbitaal puin." 29 april 2005. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faqs.html
  • Schmid, Randolph. "Ruimteschroot is een groeiend probleem, aldus het NASA-rapport." Space.com. 20 januari 2006. http://www.space.com/news/ap_060120_space_junk.html
  • Stewart-Robinson, Tristan. Van de 600.000 stukjes ruimtepuin staan ​​we op het punt getroffen te worden door één ter grootte van een bus. De Schot. 28 januari 2008. http://thescotsman.scotsman.com/world/Out-of-600000-bits-of.3715845.jp



Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat is het Forer-effect?
  2. Wetenschappers speuren naar een ongrijpbare plantenziekteverwekker in Mexico
  3. Vier potvissen sterven bij redding op strand in Indonesië
  4. Bij herhaling:Biologen observeren in de loop van de tijd terugkerende evolutionaire veranderingen bij wandelende takken
  5. Muggendarmbacteriën kunnen aanwijzingen bieden voor malariabestrijding
  6. Schimmeluitbraak bedreigt driekleurige vleermuis met uitsterven
  7. Sint-jakobsschelpen hebben 200 ogen, die functioneren als een telescoop:studie
  8. Leeftijd van moeders beïnvloedt genetische overeenkomst tussen tweelingen
  9. Aquatische wiet behoort tot de ergste ter wereld en breidt zich uit in het noordoosten van de VS

Wetenschap