Ruimteafval

Uit Astrowiki
Ga naar: navigatie, zoeken

== Inleiding == hallo hallo


Er zijn drie soorten ruimteafval. Op de eerste plaats is er het natuurlijk ruimtepuin, beter bekent als meteorieten en kometen. Deze objecten kunnen een groot gevaar opleveren voor de aarde. Zo zijn de dinosaurussen ongeveer 65 miljoen jaar geleden waarschijnlijk uitgestorven door een enorme meteoriet.

Op de tweede plaats is er het interstellair stof. Een overblijfsel van de vorming van het heelal. Omdat het om zulke kleine deeltjes gaat, worden deze meestal niet als meteoriet, en dus niet als gevaarlijk beschouwd.

In 1957 werd er een nieuw soort ruimteafval geïntroduceerd: het door de mens gemaakte ruimtepuin, ook wel bekend als ‘space debris’ of ‘orbital debris’. In dit artikel wordt voornamelijk dit soort afval uitvoerig besproken.

Soorten afval[bewerken]

De Amerikaanse NORAD, voorloper van het huidige USSpaceCom was de eerste satelliet die door de mens in een baan om de aarde gebracht werd. Dit was in 1957. In de jaren die volgden werden er steeds meer satellieten de ruimte ingebracht. Natuurlijk werken de oude satellieten tegenwoordig niet meer, waardoor ze officieel als ruimteafval beschouwd worden. Maar buiten satellieten, zwerven er nog veel meer soorten afval rond de aarde. Dit varieert van rakettrappen tot een handschoen die Ed White verloor tijdens een ruimtewandeling en zelfs een schroevendraaier. hoi ik ben bert


Zo’n 8500 voorwerpen die groter zijn dan 10 cm worden nauwkeurig door Russische en Amerikaanse radars gevolgd. Een vijfde daarvan zijn werkende satellieten, de rest is afval. Als een satelliet botst met een stuk afval, kan dat het einde betekenen van de satelliet. Stukjes kleiner dan 10 cm zijn niet te zien.

Ook het European Space Operations Centre (ESOC) van ESA in Darmstadt (Duitsland) houdt het ruimteschroot in de gaten. Zij schatten dat er al meer dan 23.000 objecten, groter dan 10 cm werden gelanceerd, waarvan amper 6% operationeel is!

Er zijn naar schatting 70.000 tot 120.000 fragmenten in een baan om de aarde kleiner dan 1 cm. Ieder jaar neemt het ruimteafval met 5% toe.

Het is duidelijk dat dit afval voor serieuze problemen kan zorgen. In 2001 moesten de motoren van een spaceshuttle het Internationaal Space Station nog wegduwen van een Russische lanceerraket. Zelfs hele kleine deeltjes, zoals verfstukjes, kunnen een gevaar zijn voor astronauten, satellieten en ruimtevaartuigen. Deze stukjes razen met 6 km per seconde door het heelal.`

Gevolgen van een inslag[bewerken]

Er is een groot verschil tussen inslagen van ruimtepuin en meteorieten. Dit is namelijk de snelheid. De gemiddelde inslagsnelheid voor meteorieten is 20 km/s en voor ruimtepuin 10 km/s. Ter vergelijking: de inslagsnelheid van een kogel bedraagt 1 km/s.

Als een kogel inslaat in een plaat van staal, wordt de bewegingssnelheid omgezet in de vervorming van de plaat en de kogel waardoor de kogel stopt. Als een stuk ruimtepuin of een meteoriet inslaat in een soortgelijke plaat, dan wordt door de hoge snelheid in de plaat en het projectiel schokgolven gevormd. Dit resulteert er uiteindelijk in dat de temperatuur van de plaat en het projectiel stijgt. De bewegingsenergie wordt nu dus omgezet in warmte. Soms kan de temperatuur zo hoog oplopen dat het materiaal begint te smelten. Er kan nog een ander fenomeen optreden bij hogesnelheidsinslagen (‘hypervelocity impacts’). Dit heeft ook te maken met het ontstaan van schokgolven. Als zo’n schokgolf door een inslag de achterkant van de plaat bereikt kan dat een deel van het materiaal van de plaat uit de plaat drukken. In het Engels heet dit verschijnsel ‘spallation’. De snelheid waarmee deze spallation de plaat verlaat ligt tussen de 10 en 50% van de inslagsnelheid. Als een ruimtestation geraakt wordt door een stuk ruimtepuin met een snelheid van 10 km/s, dan zouden er van de binnenkant van de wand stukken, met een snelheid van 1 tot 5 km/s, kunnen afspringen zonder dat er een gat in de wand hoeft te ontstaan. Er is dus geen gevaar voor decompressie, maar de situatie is wel degelijk levensbedreigend! De snelheid waarmee de stukken van de wand afspringen, hebben minimaal de snelheid van een kogel!

Om een ruimtevaartuig te beschermen tegen inslagen zou het een optie kunnen zijn om de wanden van het vaartuig dikker te maken. Als de wanden dik genoeg zijn kan de perforatie en penetratie worden voorkomen. De schokgolven zijn dan voldoende afgezwakt waardoor spallation niet optreedt.

Het probleem is echter dat er een 10 cm dikke wand nodig is om te voorkomen dat een stuk ruimtepuin van aluminium van 1 cm groot met een inslagsnelheid van 10 km/s spallation veroorzaakt!


Beschermingsschilden[bewerken]

Het Whipple Shield heeft veel ruimtevaartuigen beschermd tegen het gevaar van voornamelijk meteorieten. In de jaren 80 kreeg het ruimtepuin de overhand. Lagere inslagsnelheden van ruimtepuin tot ongeveer 16 km/s zouden er echter voor kunnen zorgen dat het Wipple Shield niet goed werkt. Zo’n stuk ruimtepuin zorgt ervoor dat er een gebrekkige of geen fragmentatie optreedt. Het stuk slaat dan een stuk uit de bumper, waardoor het net meer schade aanricht. Wetenschappers zijn druk bezig met het ontwerpen van nieuwe schilden.


Oplossing[bewerken]

Een oplossing voor het ruimtepuin probleem is er op dit moment nog niet. Amerika denkt aan een grote ‘schoonmaaksatellieten’ die het afval aantrekken, maar dat zou erg duur zijn. Ook wordt er gedacht aan een laserkanon die vanaf de aarde het afval te verpulveren.

In de toekomst wil men echter wel satellieten maken die na hun dienst teruggehaald worden of in een soort ‘kerkhofbaan’ rond de aarde wordt gebracht. Of dat laatste een goed idee is, moet nog blijken, zo wordt het probleem eigenlijk alleen maar uitgesteld, want ooit zal ook die baan ‘volraken’.

Ook zou men, om botsingen te voorkomen, de satellieten aan het einde van hun leven kunnen terughalen en laten verbranden in de aardatmosfeer. Maar ook hier schuilt er een probleem. Als de satelliet te groot is, bestaat de kans dat deze niet helemaal verbrand en op aarde stort.

De hoeveelheid ruimtepuin is zo groot dat het 100 jaar zal kosten om het ruimteafval in een baan om de aarde te halveren als er met onmiddellijke ingang geen afval meer bijkomt!


Demelza Ramakers (31 oktober 2006)