Wat omhoog gaat moet naar beneden komen, toch? Dat is niet noodzakelijkerwijs het geval in de ruimte, waar satellieten rond de planeet zwermen, ingesloten door snelheden die helpen de neerwaartse aantrekkingskracht van de zwaartekracht te verslaan.
Hoewel satellieten tegenwoordig vaker naar beneden komen - meestal het resultaat van een leven van geplande veroudering - zijn er al jaren, zo niet tientallen jaren rondzweven zonder een voorgeprogrammeerde terugvaldatum. En dat is de ruimte rond de ruimte rommelig.
Dus wat houdt hen in een baan? Satellieten - dat wil zeggen kunstmatige satellieten, in tegenstelling tot natuurlijke satellieten zoals de maan - worden door raketten de ruimte in vervoerd. De raket moet 100 tot 200 kilometer boven de aarde vliegen om buiten de atmosfeer te komen. Eenmaal op een vooraf bepaalde baanhoogte begint de raket zijwaarts te gaan met snelheden tot 18.000 mijl per uur, zegt Jonathan McDowell, een astronoom in het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.
De raket schakelt uit en laat zijn lading - de satelliet - vallen die zich nu in dezelfde baan bevindt en met dezelfde snelheden inzoomt. De aarde buigt weg terwijl zowel de raket als de satelliet rond de aarde 'vallen'. De satelliet blijft in die baan zolang hij zijn snelheid behoudt om in evenwicht te blijven door de tegenwind.
Op die hoogten is de atmosfeer net dun genoeg om te voorkomen dat de satelliet opbrandt - zoals het zal doen als het lager zakt en dikkere lucht tegenkomt, wat grotere tegenwind en dus grotere wrijving veroorzaakt.
De meeste satellieten vallen tot een afstand van maximaal 2000 km boven de aarde. De satellieten in het laagste gedeelte van dat bereik blijven meestal slechts enkele weken tot enkele maanden actief. Ze komen die wrijving tegen en zullen in feite smelten, zegt McDowell.
Maar op hoogtes van 600 km - waar het internationale ruimtestation rondjes draait - kunnen satellieten tientallen jaren blijven staan. En dat is potentieel een probleem. Ze reizen zo snel - 5 mijl per seconde - dat hun 'voetafdruk' honderden kilometers lang kan zijn. "Als je denkt dat ze zo groot zijn, lijkt de ruimte opeens niet meer zo leeg", zegt McDowell.
De eerste satelliet werd eind 1957 gelanceerd door de voormalige USSR. De Sputnik-1 werd een icoon van moderniteit en drong de VS ertoe aan zijn eigen plannen voor ruimteverkenning verder te versnellen. Slechts enkele maanden na Spoetnik lanceerde Amerika Explorer-1. In de tussenliggende decennia zijn duizenden satellieten de ruimte in gevoerd.
McDowell houdt de actie nauwlettend in de gaten. Volgens zijn berekening zijn er ongeveer 12.000 stukjes ruimteafval en enkele duizenden satellieten in een baan om de aarde, met iets meer dan duizend die nog steeds actief zijn. De actieve telling is echter 'onzeker, omdat het monitoren van radio-uitzendingen van deze satellieten naar hun eigenaars niet veel gebeurt - behalve misschien door de National Security Agency - en soms vertellen de eigenaars, vooral militaire, me niet wanneer hun satellieten zijn uitgeschakeld ', zegt McDowell.
Ongeveer een derde van de satellieten is eigendom van verschillende militairen, waarvan een derde tot de helft wordt gebruikt voor bewaking, zegt hij. Nog een derde is in burgerbezit en het laatste derde deel is commercieel. Rusland, de VS, China en Europa zijn de belangrijkste spelers in de lanceeractiviteiten, maar veel andere landen hebben capaciteiten of ontwikkelen deze. En tientallen landen hebben hun eigen satellieten gebouwd - gelanceerd door andere landen of commerciële ruimtevaartbedrijven.
En de trend is om apparaten met een lange levensduur te verzenden - gemiddeld 10 tot 20 jaar. Bovendien blijven gepensioneerde of dode satellieten meestal in een baan, aangedreven door zonnepanelen.
Toevoegen aan de mix: de ontluikende 'persoonlijke' satellietactiviteiten. Deze microsatellieten zijn grotendeels ontwikkeld en gebruikt door universiteiten, maar minstens één bedrijf verkoopt rechtstreeks aan het publiek en er zijn ook doe-het-zelf-sites.
De verspreiding van satelliettechnologie wordt gedeeltelijk aangedreven door dezelfde factoren die hebben geleid tot de verspreiding van andere voorheen geavanceerde technologieën, zoals gensequencing - meer kennis, sneller computergebruik en minder dure machines. Maar ook "er zijn meer kaartjes beschikbaar om te rijden" - meer lanceringsmogelijkheden, zegt McDowell.
Dit alles zorgt voor een steeds drukkere orbitale ruimte.
Er zijn veel bijna-ongevallen: ingenieurs spelen de rol van luchtverkeersleiding vanaf de aarde en manoeuvreren de satellieten zo nodig uit de weg. Satellieteigenaren zijn door NASA en andere ruimtevaartorganisaties gevraagd om stappen te ondernemen om de kans te verkleinen dat de gewaardeerde vliegende machine van vandaag niet de drijvende emmer met rommel van morgen wordt. Dat wordt gedaan door lage orbiters de burnoutzone in te duwen of opzettelijk grote satellieten in de Stille Zuidzee te laten crashen, zegt McDowell.
In de tussentijd bereikt de aarde mogelijk haar capaciteit voor het cirkelen van objecten.
Net zoals mensen zich meer bewust zijn geworden van de noodzaak van rentmeesterschap van de terrestrische omgeving, "moeten we de ecologie van de nabije ruimte serieus nemen", zegt McDowell.
gerelateerde inhoud
- Vraag Smithsonian: Wat is de diepste hole ooit gegraven?
- De lancering van een nieuw satellietnetwerk beoogt dit jaar om de weersvoorspelling te verbeteren
- De Creepy, Kitschy en Geeky Patches van US Spy Satellite lanceert
- Moeten we satellieten gebruiken om afgelegen Amazoniaanse stammen in de gaten te houden?
Het is jouw beurt aan Ask Smithsonian
