Avaruusromu

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Avaruusromu maan kiertoradalla.
Tammikuussa 1997 maahan syöksynyt Delta 2:n toisen vaiheen ajoainesäiliö.

Avaruusromu on Maata avaruudessa kiertävää ihmisen aikaansaamaa romua. Se on miehitettyjen avaruusalusten päästämiä roskia ja jätteitä, astronauteilta kadonneita työkaluja, maalinhitusia ynnä muita pieniä ja vähän suurempiakin kappaleita kuten rikkinäisiä satelliitteja ja kantorakettien vaiheita, jotka aikaansaavat törmäysvaaran satelliiteille ja miehitetyille avaruusaluksille. Törmäykset voivat aikaansaada merkittäviä vaurioita, koska kappaleiden törmäysnopeus on suuri, jopa 35 000 km/h.[1]

Yhdysvaltain sotilaallinen Vanguard 1-satelliitti on vanhin avaruusromu.[2]

Kappaleiden lukumäärä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vuodesta 1957 lähtien avaruuslaukaisuja on tehty lähes 5000 kpl, joiden yhteydessä Maata kiertävälle radalle on päätynyt noin 6000 satelliittia. Tästä lukumäärästä toiminnassa olevien satelliittien lukumäärä on noin 13 % [3]. Maata kiertää tällä hetkellä (vuoden 2010 tilanne) noin 16 000 suurempaa keinotekoista kappaletta [4]. Nämä ovat 5–10 cm:n kokoisia tai tätä suurempia kappaleita. Tätä pienempiä kappaleita Maata kiertävillä radoilla arvellaan olevan satoja tuhansia.

Satelliittien nopeudet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maata kiertävien satelliittien nopeus laskee, mitä korkeammalle kiertoradalle mennään. Matalilla radoilla se on keskimäärin 27 000 km/h Maahan nähden. Vielä noin 1800 km:n korkeudessa ratanopeus on 25 000 km/h luokkaa. Geostationaarisilla radoilla noin 36 000 km:n etäisyydellä ratanopeus on likimain nolla Maahan nähden. Satelliittien keskinäiset nopeudet kiertoradoilla voivat olla suurempia, kuten 11. helmikuuta 2009 tapahtuneessa Iridium 33- ja Kosmos 2251 -satelliittien törmäyksessä Siperian yläpuolella noin 700 km:n korkeudessa. Törmäysnopeus oli noin 35 000 km/h.

Avaruusromu uhkana satelliiteille[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maata kiertävillä radoilla on erikokoisia kappaleita. Pieniksi avaruusromun kappaleiksi lasketaan kaikki 1 cm:n tai sitä pienemmät kappaleet, jotka ovat suhteellisen harmittomia Maata kiertäville satelliiteille. Satelliitit voidaan tarvittaessa varustaa suojakilvin, jotka ehkäisevät tämän kokoisten kappaleiden osumia.

Suurimmaksi uhkaksi koetaan 1–10 cm:n kokoiset kappaleet, jotka saattavat aiheuttaa merkittävää tuhoa osuessaan toimivaan satelliittiin. Näitä kappaleita on paljon ja niiden tarkka seuraaminen on hankalaa. Noin 5–10 cm:n kokoisia kappaleita voidaan seurata Maasta käsin säännöllisesti. Muiden kappaleiden esiintymiseen käytetään tietokoneohjelmia ja todennäköisyysmalleja, joilla arvioidaan törmäysriski. Törmäyksiä luotaimiin ja satelliitteihin tapahtuu kuitenkin melko harvoin. Törmäykset ovat aina merkittäviä riskejä, jotka tulee huomioida, sillä kappaleet saattavat iskeytyä useiden miljoonien eurojen arvoisiin satelliitteihin tehden nämä toimintakyvyttömiksi miehitetystä avaruusasemasta puhumattakaan.[5]

Ihmisen aiheuttaman romun lisäksi avaruusaluksiin törmää mikrometeoriitteja. Törmäysten vaarallisuus johtuu siitä, että tyypillinen törmäysnopeus on 11 km/s.

Vuonna 2010 Euroopan unioni on ehdottanut toimintatapoja (Code of Conduct) avaruusromun aikaansaamisen minimoimiseksi Yhdysvalloille, talvella 2011 37 Yhdysvaltain kongressin republikaanisenaattoria on allekirjoittanut tätä vastustavan julkilausuman pyrkien estämään Obaman hallintoa liittymästä sopimukseen.[6]

Seuranta maasta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Merkittävin avaruuden seurantakalusto on Yhdysvaltain ja Kanadan ilmapuolustuksella NORADilla. Australia on pyrkinyt ja vuonna 2010 pääsemässä Yhdysvaltain avaruusseuranta-aseman kotipaikaksi. Australia näkee eteläisen taivaan ja lisäksi se voi olla edullinen paikka Yhdysvalloille Kiinan avaruustoiminnan seuraamispaikaksi.[7]

Avaruudessa olevia keinotekoisia kiertolaisia ja isompaa avaruusromua voidaan seurata Maasta käsin. NASA käyttää seurantaan tutka- ja kaukoputkiverkostoaan. Sen avulla voidaan havaita kaikki 30 cm–1 m suuremmat kappaleet geosynkroniselta radalta ja keskimäärin 5–10 cm:n tai suuremmat kappaleet matalilta kiertoradoilta.

Myös ESA valvoo avaruusromua. Valvontaa käytetään mm. Saksassa Bonnin lähellä sijaitsevaa TIRA-tutkaa (Tracking and Imaging Radar). Sen 34-metrisen lautasantennin avulla voidaan havaita jopa 2 cm:n kokoinen kappale 1000 km:n etäisyydeltä. Seurantaan on käytetty myös Norjan EISCAT-tutkia (European Incoherent Scatter Radar) Tromsössä ja Lonyearbyenissä Huippuvuorilla. Näillä päästään matalilla radoilla 2 cm tarkkuuteen. Osa ESAn avaruusromumittauksista tehtiin 1990-luvun lopussa Sodankylästä EISCAT-tutkalla.

Kaikkiaan Maasta käsin voidaan seurata 19000[8] kiertolaisen liikettä. Muiden kappaleiden todennäköisen olemassaolon arvioinnissa joudutaan turvautumaan laskennallisiin malleihin.

Ranskan sotilaallinen GRAVES-tutka ja Saksan sotilaallinen tutka seuraavat mm. avaruusromua EU-alueella.

Yhdysvaltain ilmapuolustuksen tutkien uusintatarvetta on vuonna 2010 perusteltu avaruusromun seurannalla.[9]

Avaruusromu aiheuttaa pienen määrän vaurioita avaruusaluksille. Sitä suuremmaksi uhkakuvaksi on luotu ensin elokuvateollisuuden ja viimeistään vuodesta 2008 alkaen teknopoliittisella viestinnällä median avulla Maahan törmäävät asteroidin ja komeetat. Uhan todennäköisyyttä on alettu pitää sitä suurempana mitä huonommassa taloudellisessa tilanteessa länsimaiden rakettiteollisuus on ollut. Asia on nostettu kansainväliselle tasolle eri toimijoiden - Yhdysvaltain presidentti Obama, Venäjän avaruusjärjestön johtaja Perminov, YK jne. - toimesta "military-academic-industrial-complex"-metodin perusteella: tieteellinen perustelu, poliittinen tuki ja rahoituksen pikaisen tarpeellisuuden esittäminen.[10] Marraskuun alussa akateemiseen sektoriin kuuluva Purduen yliopisto alkoi jakaa tietokoneohjelmaa, jolla suuri yleisö voi laskea asteroidiosuman tuhon. [11]

Huhtikuussa 2011 USAF ilmoitti eurooppalaisessa sotilastietoliikennesatelliittikonferenssissa aikeensa julkistaa lisää tietoja satelliittien radoista ja lähellä piti-tapauksia (törmäys lähellä) [12] ilmeisesti siksi, että tällaiset tiedot julkisteittuna tukevat EU:n ja Yhdysvaltain avaruusturvallisuusohjelmien aloittamista.

Mittauksia avaruudessa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Matalien kiertoratojen mikrometeoriitti- ja avaruusromutörmäyksistä on saatu tarkinta tietoa NASAn LDEF-satelliitista. Se oli kiertoradalla maalitauluna 68 kuukautta ja tuotiin takaisin sukkulalla. Myös ESAn Eureca-alus ja Hubblen aurinkopaneelit on tuotu maahan avaruussukkulalla ja niiden osumia on analysoitu. Suomalainen DEBIE-laite mittaa ESAn PROBA-satelliitilla tällaisia törmäyksiä. Kansainvälisellä avaruusasemalla on ollut laitteen uudempi versio DEBIE-2.

Lokakuun jälkipuolella ISS-avaruusasema teki väistöliikkeen, jottei olisi törmännyt käytöstä poistettuun NASAn UARS-kaukokartoitussatelliittiin. Lähimmillään ISS ja avaruusromu olivat kahden kilometrin etäisyydellä toisistaan.[13]

Osa romusta väliaikaista, osa pysyvää[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Maata kiertävät keinotekoiset kappaleet, satelliitit ja niiden jäännökset pysyvät geostationaarisilla radoilla kymmeniä tuhansia vuosia. Etäisillä kiertoradoilla ei ole juurikaan häiritseviä tekijöitä, kuten ilmakehän kitka ja aurinkotuuli, jotka muokkaavat matalammilla radoilla olevien kappaleiden ratoja huomattavasti voimakkaammin. Muutaman sadan kilometrin korkeudessa oleva kappale pysyy radallaan vuosia, mutta jo lähempänä 1000 km:n korkeutta radalla pysymisen aika kasvaa voimakkaasti ja kappale saattaa pysyä radallaan satakin vuotta.

Osa avaruuteen laukaistuista kappaleista palaa takaisin syvemmälle ilmakehään ja tuhoutuu yleensä kokonaan. Ilmakehän kitka kuumentaa kappaletta voimakkaasti ja syntyvä energia vapautuu valona. Romun palaminen ilmakehässämme muistuttaa melko paljon meteorin tuloa ilmakehään. Maahan palaava avaruusromun kappale näyttää tulipyrstöiseltä valopallolta. Avaruusromu voi olla suurta meteoria värikkäämpi, koska satelliiteissa käytetään eksoottisempiakin metalleja, jotka palavat erivärisillä liekeillä. Ilmiö voi säkenöidä taivaalla useiden minuuttien ajan.

Avaruusromujen paluita[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Spacecraft Cemetery in Pacific Ocean
Spacecraft Cemetery in Pacific Ocean
Avaruusalusten hautausmaa eteläisellä Tyynellämerellä
  • Sputnik 2 -satelliitin paluu ilmakehään tapahtui 14. huhtikuuta 1958. Tuloksena oli säkenöivä valoilmiö, joka havaittiin New Yorkista aina Etelä-Amerikan pohjoisosiin saakka.
  • Kosmos 194 -satelliitin palo ilmakehässä 9. joulukuuta 1967. Taivaalla nähtiin Suomessakin kirkas tulipallo, joka kulki lännestä itään. Valoilmiö hehkui ja säkenöi taivaalla minuutin ajan. Satelliitin palasia löydettiin jälkeenpäin Kuopion läheltä ja Kiteeltä.
  • NASAn Skylab-avaruusasema paloi ilmakehässä 11. heinäkuuta 1979 Intian Valtameren yläpuolella, jolloin tuloksena oli kirkas säkenöivä valopallo, joka hohti kaikissa sateenkaaren väreissä. Tämän avaruusaseman raskaimpia kappaleita, jotka eivät ehtineet palaa ilmakehässä, putosi myös Australiaan.
  • Neuvostoliiton ydinkäyttöisen Kosmos 954 -satelliitin putoaminen Kanadan luoteisosiin 24. tammikuuta 1978. Satelliitin ydinreaktorin irrotusmekanismi ei ollut toiminut ja satelliitti putosi voimanlähteineen asumattomalle alueelle. Satelliitin radioaktiiviset jäännökset iskeytyivät talviseen erämaahan.
  • Mir-avaruusaseman suunnitelman mukainen alasajo Tyyneen valtamereen 23. maaliskuuta 2001. Tyynessä meressä on alue, johon suuret matalan kiertoradan missionsa päättäneet avaruusalukset pudotetaan.[14]
  • UARS-satelliitin suunniteltu putoaminen 24. syyskuuta 2011. Osa satelliitista paloi ilmakehässä, mutta suurimmat kappaleet putosivat Tyyneen valtamereen.

Vanhin avaruusromu on 1958-03-1717. maaliskuuta 1958 laukaistu NASAn Vanguard 1 -satelliitti, jota varhaisemmat neuvostoliittolaiset Sputnik 1 ja Sputnik 2 sekä yhdysvaltalainen Explorer 1 ovat jo pudonneet ilmakehään niiden matalien kiertoratojen takia. Vanguard pysyy kiertoradalla vuoteen 2248 saakka.[15]

Lähiavaruuden siivoaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Venäläinen avaruusteknologiayhtiö Energija ilmoitti saaneensa 60 miljardia ruplaa (noin 2 miljardia dollaria) vastaavan rahoituksen geostationaarisen radan "siivoamisesta" vuodesta 2023 lähtien. Se aikoo kehittää ydinkäyttöisen aluksen, jonka avulla pudotetaan 15 vuodessa Tyyneen valtamereen 600 kuollutta satelliittia.[16] Tähän toimintaan voi liittyä juridisia ongelmia mm. siksi, että geostationaarisen radan toimivista ja kuolleista satelliiteista suuri osa kuuluu Yhdysvaltain ilmavoimille.

Los Alamosin kansallinen laboratorio on vuonna 2011 esittämässä avaruusromun siivoamista laserilla, joka voisi toimia kaksikäyttötuottena eli avaruusaseena.[17] Kiinan ja Venäjän kohdalla samoja teknisiä kokeita pidetään länsimediassa pelkästään sotilaallisina, uhkina. Maaliskuussa 2011 Yhdysvaltain ilmavoimat ehdotti kansainvälistä sotilaallista yhteistyötä avaruusromun siivoamiseen [18], joka tietenkin loisi länsimaille avaruussotakyvyn, jota voitaisiin käyttää "hankalien maiden" avaruusaluksia vastaan jatkossa.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. http://arstechnica.com/science/news/2009/02/orbiting-space-junk-heightens-risk-of-satellite-catastrophes.ars
  2. Vanguard I celebrates 50 years in space
  3. http://www.esa.int/SPECIALS/Space_Debris/SEMQQ8VPXPF_0.html
  4. http://www.space-track.org/
  5. http://www.esa.int/esaCP/SEMQTMRMD6E_Finland_0.html
  6. http://www.spacenews.com/commentaries/110204-republicans-wary-code-for-space-activity.html
  7. http://www.spacedaily.com/reports/Western_Australia_To_Host_US_Defense_Space_Base_999.html
  8. http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faqs.html#3
  9. http://www.spacedaily.com/reports/Space_Fence_Design_Moves_Into_Next_Phase_999.html
  10. http://www.spacedaily.com/reports/An_International_Response_To_Earth_Threatening_Asteroids_999.html
  11. http://www.spacedaily.com/reports/Purdue_Unveils_Asteroid_Impact_Effects_Calculator_999.html
  12. http://www.spacenews.com/military/110406-af-weighs-release-sat-avoidance-data.html
  13. http://www.space.com/missionlaunches/space-station-debris-avoidance-maneuver-101026.html
  14. NZ spacecraft cemetery gets another skip from orbit 18 January 2007. Arkistoitu 2008-10-11. Viitattu 2009-02-11.
  15. Vanguard 1 NASA. Viitattu 25.3.2008.
  16. http://www.spacedaily.com/reports/Russia_To_Spend_2_Bln_Dollars_For_Space_Clean_Up_999.html Russia To Spend 2 Bln Dollars For Space Clean-Up, Spacedaily, julkaistu ja luettu 24.11.2010
  17. http://www.spacenews.com/commentaries/110316-fromwires-lasers-nudge-space-debris.html
  18. http://www.space.com/11191-space-debris-international-response.html

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]