Ruimterommel

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
Ruimterommel om die Aarde.

Ruimterommel is die versameling van kunsmatige voorwerpe in die ruimte wat nie meer 'n nuttige doel dien nie. Dit sluit in ou satelliete, stukke van vuurpyle en verskeie dele wat afgebreek het vanaf ruimtetuie. Dit sluit ook die rommel wat geskep is deur botsings met ruimterommel.

Die Kessler Sindroom verwys na 'n kettingreaksie van botsings wat meer ruimterommel sal skep en dus eksponensieel die hoeveelheid botsings en ruimterommel sal verhoog. Hierdie sal plaas vind nadat die ruimterommel 'n kritiese digtheid oorskry het. Dit word steeds gedabeteer of hierdie proses reeds begin het.[1] Daar is dus druk in die ruimtegemeenskap om meer navorsing te doen om satelliete toe te laat om vinniger te ontwentel , die skade van ruimterommel te beperk en om die effekte en teenwoordigheid daarvan meer akkuraat te meet.[2]

Klassifisering[wysig | wysig bron]

Grootte[wysig | wysig bron]

Daar is sedert Julie 2013 omtrent 170 miljoen rommelstukke kleiner as 1 cm waargeneem. Daar is rofweg 670 000 stukke met 'n grootte tussen een en tien cm. Rommel word as groot gesien indien dit groter as 10 cm is.[3] Daar is taan 29 000 stukke ruimterommel wat as groot geklassifiseer word. Die meerderheid van die massa van ruimterommel word deur 'n klein hoeveelheid van die ruimterommel verteenwoordig – van die 1900 ton ruimterommel (seder 2002) word 98% daarvan veroorsaak deur net 1500 voorwerpe, elke met massa van meer as 100 kg.

Hoogte[wysig | wysig bron]

Hoe hoër die satelliet bo die atmosfeer is, hoe minder lugweerstand ervaar dit. Dis sal dit stadiger uit sy wentelbaan uit verwyder word. Buiten vir hierdie krag, is daar ook verskille in die aarde se swaartekragveld, die effek van die maan en radiasie en ander effekte vanaf die son wat 'n krag teenoor die wenteling kan uitoefen en dus die ruimterommel na 'n laer hoogte toe forseer. Hierdie kan steeds egter duisende jare duur vir baie hoë voorwerpe.[4] Dit kan egter hier genoem word dat baie hoë wentelbane is heelwat minder algemeen as die laer wentelbane.

Bronne van ruimterommel[wysig | wysig bron]

Nie-operasionele ruimtetuie[wysig | wysig bron]

Wanneer 'n satelliet die einde van sy nuttige leeftyd bereik het , is daar een van twee opsies wat geneem kan word om sy wentelbaan weer beskikbaar te stel. Eerstens kan die satelliete geskuif word na 'n dooiewentelbaan (dit wil sê 'n wentelbaan wat nie nuttig is of gebruik is nie). Hierdie neem egter aan dat die ekstra krag beskikbaar is om die satelliet te verskuif. Tweedens kan daar gepoog word om die weerstand teen die satelliet te verhoog (gewoonlik gedoen deur seile) en sodoende die satelliet geweldig vinniger te laat vertraag, uit sy wentelbaan val en verbrand in die atmosfeer.

Die oudste kunsmatige satelliet wat steeds wentel is die Verenigde State se Vangaurd I , wat in 1958 in 'n medium aarde wentelbaan gelanseer is.[5] Die Unie van Besorgde Wetenskaplikes het in Julie 2009 902 satelliete as operasionele satelliete gelys, met die totale hoeveelheid van 19000 groot voorwerpe in die ruimte en meer as 30000 voorwerp wat al gelanseer is.

Tydens die 1970's en 1980's het die Sowjetunie verskeie waarnemingssatelliete gelanseer as deel van 'n program om die see waar te neem met radar. Die satelliete het almal kernreaktors gehad om hul radarstelsels aan te dryf. Alhoewel die satelliete gewoonlik geskuif was na 'n dooiewentelbaan toe, het verskeie mislukkings daartoe gelei dat radioaktiewe materiaal die aardoppervlak bereik het.

Hierdie skepping van ruimterommel is steeds 'n probleem wat voort duur. In Februarie 2015 het die USAG DMSP-F13 satelliet ontplof in sy wentelbaan, wat ten minste 149 stukke ruimterommel geskep het wat verwag word om nog vir dekades te bly wentel.[6]

Verlore toerusting[wysig | wysig bron]

Volgens die boek Envisioning Information deur Edward Tufte sluit ruimterommel die volgende in: 'n handskoen wat ruimtevaardiger Ed White tydens die eerste Amerikaanse space walk(EVA) verloor het, 'n kamera wat Michael Collins naby aan Gemini 10 verloor het, rommelsakke wat Sowjet ruimtevaarders uitgegooi het tydens die Mir se 15 jaar lewe, gereedskap en 'n tandeborsel. Tydens EVA het Sunita Williams ook 'n kamera verloor. Tydens 'n STS-120 EVA was meer gereedskap verloor en in STS-126 EVA het Heidemarie Stefanyshyn-Piper 'n hele gereedskapsak verloor.

Wapens[wysig | wysig bron]

Baie ruimterommel is al geskep deur die gebruik van missiele om satelliete te vernietig. Tydens die 1960's en 70's het beide die VSA en die Sowjetunie ruimterommel geskep tydens die toetsing van hul anti-satelliet wapens. Teen die tyd wat die mense begin het om ruimterommel as 'n probleem te beskou het was die toetsing van sulke wapens reeds verby. Die VSA het egter 'n nuwe anti-satelliet wapen getoets in die 1980's, die Vought ASM-135 ASAT. 'n Toetslopie in 1985 het 'n 1 ton satelliet teen 'n hoogte van 525 km vernieting, wat duisende stukke ruimterommel wat groter as 1 cm is geskep het. Weens die relatiewe lae hoogte het meeste van die stukke verbrand binne die volgende 10 jaar.

Sjina se regering het 2007 die grootste hoevheelheid ruimterommel vanaf 'n enkele geval geskep deur 'n anti-satelliet missile op een van hulle eie satelliete te toets. Die satelliet het 2300 stukke groter as 'n golfbal veroorsaak, meer as 35000 stukke groter as 1 cm en meer as 'n miljoen stukke groter as 1 mm. Die geteikende satelliet het tussen 850 en 882 km gewentel, wat die mees satelliet het van enige ruimte na aan die aarde.[7] Aangesien hierdie satelliet hoër is gaan die ruimterommel ook vir baie langer aan hou wentel voordat dit verbrand.

Dit was voorgestel dat lande wat nie persiese anti-satelliet wapens het nie steeds vir satelliete 'n gevaar kan in hou deur groter satelliete af te skiet en groot hoeveelhede ruimterommel te skep. Aangesien ruimterommel deur middel van botsings nog ruimterommel kan skep kan dit 'n ernstige gevaar in hou vir satelliete met lae wentelbane.[8]

Dreigement aan menslike aktiwiteite[wysig | wysig bron]

Tot onbemande ruimtetuie[wysig | wysig bron]

Meeste ruimtetuie maak gebruik van Whipple Shields om hulself te beskerm van ruimterommel. Hierdie skilde word egter verswak deur blootstelling aan die son en herhaalde botsings. Die skade aan die skilde kon waargeneem word op Mir , 'n Sowjet-ruimtestasie, wat vir 'n geruime tyd in die ruimte gebly het met sy oorspronklike skulde. Groter stukke van ruimterommel kan gewoonlik 'n ruimtetuig vernietig. Die eerste geval waar ruimterommel gedink is om 'n satelliet te vernietig het was op 24 Julie 1981 toe Kosmos 1275 in 300 stukkies in gebreek het(dit is ook moontlik dat 'n battery ontploffing daarvoor verantwoordelik is). Kosmoms 1484 het op 'n soortgelyke wyse gebreek op 18 Oktober 1993.[9]

Verskeie botsings was bevestig om na dit te gebeur het. Olympus-1 was getref deur 'n meteoried op 11 Augustus 1993 en het aanhou wentel, alhoewel dit nie meer operasioneel was nie.[10]

Die eerste grootskaalse satelliet botsing het plaasgevind op 10 Februarie 2009. Die nie-operasionele Kosmos 2251 (950 kg) en die operasionele Iridium 33 (560 kg) het mekaar getref, 800 km bo noord Siberië. Die relatiewe spoed van impak was omtrent 11.7km/s of 42120 km/h.[11] Beide satelliet was vernietig en daar kon nie geskat word hoeveel stukke ruimterommel gegeneer was nie.[12][13] Op 22 Januarie 2013 was BLITS('n Russiese satelliet) deur ruimterommel getref wat gedink was om te gekom het van die 2007 Sjinese anti-satelliet missiel toets. Hierdie het die beide die wentelbaan en draaisnelheid van die satelliet verander.

In 'n Kessler sindroom, sal 'n satelliet se nuttige leeftyd gemeet word in maande of jare. Nuwe satelliete kan deur die rommelvelde gelanseer word in hoër wentelbane geplaas word , of in laer wentelbane geplaas word aangesien sulke satelliet baie vinniger sal ontwentel. Die probleem is egter dat die meerderheid ruimterommel voorkom in nuttige wentelbane waar mense eintlik satelliet wil hê , wat die rede is hoekom daar in soveel satelliet in daardie wentebane in die eerste plek geplaas was.[14]

Tot bemande ruimtetuie[wysig | wysig bron]

Ruimtestasies[wysig | wysig bron]

Seder NASA groter ruimtestasies laat wentel het, het hulle NORAD gebruik om die moontlikheid van ruimterommel in die ruimtestasie se wentelbaan te bepaal. Hierdie het die meerderheid van NORAD se hulpbronne in die 1980's gebruik.[15] Die eerste aktiewe beweging om 'n botsing te vermy het in September 1991 plaasgevind, toe die ruimtestasies tydens STS-48 beweeg het om oorblyselfs vanaf Kosmos 955 te vermy.[16][17] Soortgelyke bewegings was op die 53, 72 en 82 missies uitgevoer.[16]Een van die eerste gebeurtenisse wat aandag getrek het aan die ruimterommel probleem het plaasgevind op die Challenger se tweede vlug, STS-7. 'n Stuk verf het die Challenger se voorruit getreg en 'n holte wat omtrent 1 mm wyd was geskep. Op STS-59 in 1994, het die Endeavour se vooruit 'n holte van omtrent die helfde van sy diepte gekry weens 'n botsing. Kleinskalse ruimterommel botsings het toegeneem sedert 1998.

Skade aan die ruimtestasies ruite en TPS was reeds 'n algemeen probleem in die 1990's. Om sulke skade te probeer beperk het hulle ruimtetuie om ander wyse laat vlieg – gewoonlik stert eerste sodat die skade sal plaasvind na aan die enjins en agterste vrag afdeling. Hierdie was gedoen aangesien nie een gebruik word tydens lanseering op afsakking nie en minder krities is vir operasies na die lanseering. Wanneer hulle vlieg het na die internasionale ruimtestasie, word die meer weerstandinge ruimtetuig so geposisioneer om die minderweerstandige ruimtetuig te beskerm.[18]

Nasa het bepaal dat ruimterommel verantwoordelik is vir helfde van die algehele risiko wat hul Shuttle ervaar.[18]Vir 'n normale lae wentelbaan missie na die internasionale ruimte stasie is die risiko ongeveer 1 uit 300, maar STS-115 (die Hubble herstel missie) was oorspronklik bereken as 'n 1 uit 185 risiko ( weens die 2009 Satelliet botsing) maar 'n volgende analise met meer data het die risiko bepaal as 1 uit 221 en dus kon die missie voort gaan.

Skade weens ruimterommel het voortgeduur en sal voortduur met ruimtemissies. Tydens STS-115 in 2006 het 'n stuk elektronika 'n klein gat veroorsaak deur die Atlanis se panelle tot in sy vrag afdeling. Tydens STS-118 in 2007 het 'n stuke ruimterommel 'n klein gat deur een van die Endeavour se panelle gemaak.[19]

Tot die aarde[wysig | wysig bron]

Alhoewel die meeste ruimterommel verbrand in die atmosfeer, kan groter stukke die aardoppervlak tref. Volgens NASA het rofweg een stuk ruimterommel per dag terug geval aarde tot die afgelope 50 jaar. Ten spyte van hulle grootte het hulle al geen merkwaardige skade aan menslike eiendom gedoen nie, meestal oor die intensiewe wrywing wat sulke ruimterommel sal ondergaan.[20]

Huidige planne om van ruimterommel ontslae te raak[wysig | wysig bron]

Daar val rofweg een voorwerp per dag uit sy wentelbaan uit vir die afgelope 50 jaar.[21] Hierdie gemiddeld kan so hoog soos 3 per dag gaan tydens die solêremaksimum (wat veroorsaak dat die atmosfeer verhit en uitsit) en so laag soos 1 elke drie dae tydens die solêreminimum , wat gewoonlik sowat vyf en 'n half jaar na die maksimum voorkom.[21]

Verskeie besighede, universiteite en regeringsorganisasies het begin om planne neer te leer en tegnologieë voor te stel wat die probleem van ruimterommel sal aanpak, maar meeste van hierdie planne is steeds slegs teoreties en daar is nog nie 'n amptelik plan in werking nie.

'n Verskeidenheid kenners het voor gestel dat die huidige opstelling van menslike toegang tot die ruimte die grootste bedreiging is om ruimterommel te verwyder. Dit volg nadat daar feitlik geen politieke, wettige, ekonimiese of kulturele druk is om ruimterommel te verwyder nie. Daar word geen kostes aan die ergstes besoedelaars gegee nie en dit is baie moeilik om wettiglik skuld aan enige enkele party vir botsings te gee.

Beperking van toevoeging tot ruimterommel[wysig | wysig bron]

Alhoewel daar tans geen aanvaarde internasionale ooreenkomste is om die groei van ruimterommel te bekamp nie , het die Verenigde Nasies se komitee oor die vreedsame gebruik van die ruimte 'n lys voorstelle uitgegee in 2007.[22] Sedert 2008 bespreek en ontwikkel die komitee die ekwivalent van internasionale padreëls vir die ruimte om botsings tussen satelliete te verhoed.[23] Teen 2013 was daar meer wetgewing oor die gebruik van die ruimte , wat gewoonlik afgedwing word deur die lande wat lanseeringsvermoë het.[24]

Die VSA het 'n stel standaardreëls wat gevolg moet word deur militêre (DoD en USAF) en nie-militêre gebruikers om die hoeveelheid ruimterommel in wentelbane te beperk.[25][26] Die Europese lande het ook hul eie maatreëls ingestel. Beide Frankryk en Duitsland het begin om verbande uit te neem om hul eiendom te verseker teen ruimterommel skade.[27]

Verpligte ontwenteling van satelliete[wysig | wysig bron]

Deel van die huidige strategieë om die toename in ruimterommel te beperk is dat enige satelliet wat opgestuur moet word homself binne 'n redelike tyd moet kan ontwentel. 'n Moontlike manier om dit te help uitvoer is om met robotte nuwe brandstof aan satelliete te verskaf.[28]

Self-verwydering[wysig | wysig bron]

Alhoewel geostasionêre satelliet na 'n dooiewentelbaan geskuif moet word na hulle operasionele leeftyd, is die wentelbaan nie ver genoeg om operasionele satelliete van hul ruimterommel te beskerm nie.[29] Satelliete wat daartoe in staat is kan 'n direkte, beheerde ontwenteling uitvoer maar dit verbruik egter baie aandryfmiddel. Indien dit te veel sal verbruik, word die satelliet net laag genoeg dat die atmosfeer se wrywing dit laat ontwentel. Hierdie was gedoen deur die Franse Spot-1 satelliet, wat sy ontwentel tyd vanaf 'n geprojekteerde 200 jaar verlaag het tot omtrent 15 jaar.[30][31]

Daar word ook ander tegnieke wat nie dryfmiddel benodig nie voorgestel, soos 'n elektromagnetise ketting wat uitgerol word na die satelliet se operasionele leeftyd, wat 'n krag teen die rigting van beweging sal uitoefen en die satelliet stadiger laat beweeg. Ander voorstelle sluit in seile en opblaasbare aanhegsels (die groter oppervlakarea wat blootgestel word hoe meer wrywing ervaar die satelliet.)[32]

Eksterne verwydering van satelliete[wysig | wysig bron]

Daar word tans aandag gegee aan die gebruik van afstandbeheerde ruimtetuie om kontak te maak met ruimterommel, dit vas te vang en die ruimterommel daarna terug te neem na 'n sentrale stasie.[33]

Verwysing[wysig | wysig bron]

  1. http://webpages.charter.net/dkessler/files/KesSym.html , Donald J. Kessler (8 Maart 2009)
  2. http://www.unisec-global.org/ddc/index.html, Deorbit Device Competition
  3. http://www.orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/UN_Report_on_Space_Debris99.pdf, p.15, Verenigde Nasies, New York, 1999
  4. Kessler 1991, p. 268.
  5. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2008-03/nrl-vic031308.php
  6. http://spacenews.com/dmsp-f13-debris-to-stay-on-orbit-for-decades/
  7. http://www.heavens-above.com/satinfo.aspx?lat=0&lng=0&alt=0&loc=Unspecified&TZ=CET&SatID=25730
  8. http://www.ucsusa.org/assets/documents/nwgs/debris-in-brief-factsheet.pdf , David Wright , Union of Concerned Scientistsm, Desember 2007
  9. http://www.friends-partners.org/oldfriends/jgreen/bispaper.html
  10. http://www.selkirkshire.demon.co.uk/analoguesat/olympuspr.html
  11. http://www.newscientist.com/article/dn16604-satellite-collision-more-powerful-than-chinas-asat-test.html
  12. http://web.archive.org/web/20090214194123/http://news.yahoo.com/s/ap/20090211/ap_on_sc/satellite_collision
  13. http://www.space.com/news/090211-satellite-collision.html
  14. http://swfound.org/media/28344/Stupl-DebrisAvoidanceUsingLasers.pdf
  15. Schefter, p. 50.
  16. 16,0 16,1 http://www.satobs.org/satclose.html
  17. http://www.scribd.com/doc/52642978/STS-48-Space-Shuttle-Mission-Report
  18. 18,0 18,1 http://www.space.com/missionlaunches/050305_shuttle_debris.html
  19. http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080010742_2008009999.pdf
  20. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faqs.html , FAQ oor ruimterommel, Brown M , 2012
  21. 21,0 21,1 http://www.thespaceshow.com/detail.asp?q=1666
  22. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/Space%20Debris%20Mitigation%20Guidelines_COPUOS.pdf
  23. http://www.thebulletin.org/web-edition/features/copuos-wades-the-next-great-space-debate
  24. http://www.spacesafetymagazine.com/space-debris/mitigation/compliance-rocket-upper-stage-gto-space-debris-mitigation-guidelines/
  25. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/USG_OD_Standard_Practices.pdf
  26. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/references.html
  27. http://www.universetoday.com/101790/experts-urge-removal-of-space-debris-from-orbit/
  28. http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/RRM.html
  29. https://dx.doi.org/10.1023%2FA%3A1021255523174
  30. http://www.aiaa.org/spaceops2002archive/papers/SpaceOps02-P-T3-30.pdf
  31. http://www.agi.com/resources/downloads/data/spacecraft-digest/display.aspx?i=3352
  32. http://www.spacedaily.com/reports/Safe_And_Efficient_De_Orbit_Of_Space_Junk_Without_Making_The_Problem_Worse_999.html
  33. Erika Carlson et al, "Final design of a space debris removal system", NASA/CR-189976, 1990.
Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.