Avaruusromu

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee maata kiertävää romua. Radio-ohjelmasta katso Avaruusromua.
Havainnepiirros avaruusromun jakaantumisesta Maan kiertoradalla, ei oikeassa mittasuhteessa.
Tammikuussa 1997 maahan syöksynyt Delta 2:n toisen vaiheen ajoainesäiliö.

Avaruusromu on Maata avaruudessa kiertävää ihmisen aikaansaamaa romua. Kookkaampia romuja ovat esimerkiksi rikkinäiset satelliitit ja kantorakettien vaiheet. Pienempiä romuja ovat esimerkiksi maalinhituset, miehitettyjen avaruusalusten jättämät roskat ja jätteet, astronauteilta kadonneet työkalut törmäysten jäänteet. Avaruusromu aiheuttaa törmäysvaaran satelliiteille ja miehitetyille avaruusaluksille. Jopa maalihiukkasen kaltaiset kappaleet voivat aiheuttaa merkittäviä vaurioita, koska kappaleiden törmäysnopeus voi olla jopa 35 000 km/h.[1]

Vanhin avaruusromu on 1958-03-1717. maaliskuuta 1958 laukaistu NASAn Vanguard 1 -satelliitti[2] , 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.[3]

Kappaleiden lukumäärä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vuoden 1957 jälkeen avaruuslaukaisuja on tehty lähes 5000 kpl, ja niiden yhteydessä Maata kiertävälle radalle on päätynyt noin 6000 satelliittia. Näistä toiminnassa on edelleen noin 13 %milloin?. Vuonna 2010 Maata kiersi noin 16 000 suurta 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 satelliitit kulkevat sitä hitaammin, mitä korkeampi kiertorata on kyseessä. Matalilla radoilla satelliittien nopeus on keskimäärin 27 000 km/h Maahan nähden. Vielä noin 1800 kilometrin korkeudessa ratanopeus on 25 000 km/h luokkaa. Geostationaarisilla radoilla noin 36 000 kilometrin 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 kilometrin korkeudessa. Törmäysnopeus oli noin 35 000 km/h.

Avaruusromun törmäysuhka satelliiteille[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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 esiintymistodennäköisyyden määrittelyyn käytetään tietokoneohjelmia ja todennäköisyysmalleja, joilla arvioidaan törmäysriski. Avaruustomua törmää luotaimiin ja satelliitteihin kuitenkin melko harvoin. Törmäykset ovat aina merkittäviä riskejä, jotka tulee huomioida: avaruusromun kappaleet saattavat iskeytyä useiden miljoonien eurojen arvoisiin satelliitteihin tai miehitettyihin avaruusasemiin tehden nämä toimintakyvyttömiksi.[5]

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

Vuonna 2010 Euroopan unioni ehdotti Yhdysvalloille toimintatapoja (code of conduct), joilla minimoitaisiin uuden avaruusromun määrä. Talvella 2011 37 Yhdysvaltain kongressin republikaanisenaattoria oli 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. Vuonna 2010 Australia oli pääsemässä Yhdysvaltain avaruusseuranta-aseman kotipaikaksi.Päivitettävä Australiasta näkee eteläisen taivaan, ja lisäksi se voi olla edullinen paikka Yhdysvalloille Kiinan avaruustoiminnan seuraamiseen.[7]

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

Myös ESA valvoo avaruusromua. Valvontaan 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 kilometrin etäisyydeltä. Seurantaan on käytetty myös Norjan EISCAT-tutkia (European Incoherent Scatter Radar) Tromsössä ja Lonyearbyenissä Huippuvuorilla. Näillä päästään matalilla radoilla 2 cm tarkkuuteen. Osa ESA:n avaruusromumittauksista tehtiin 1990-luvun lopussa Sodankylästä EISCAT-tutkalla. Ranskan sotilaallinen GRAVES-tutka ja Saksan sotilaallinen tutka seuraavat mm. avaruusromua EU-alueella.

Kaikkiaan Maasta käsin voidaan seurata 19 000[8] kiertolaisen liikettä.milloin? Muiden kappaleiden todennäköisen olemassaolon arvioinnissa joudutaan turvautumaan laskennallisiin malleihin.

Seuranta 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.milloin? Lähimmillään ISS ja avaruusromu olivat kahden kilometrin etäisyydellä toisistaan.[9]

Avaruusromun pysyvyys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Geostationaarisilla radoilla oleva romu kiertää maata 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 kilometrin korkeutta radalla pysymisen aika kasvaa voimakkaasti ja kappale saattaa pysyä radallaan satakin vuotta.

Ilmakehään putoava avaruusromu 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.
  • 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.
  • 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.
  • Mir-avaruusaseman suunnitelman mukainen alasajo Tyyneen valtamereen 23. maaliskuuta 2001. Tyynessä valtameressä on alue, johon suuret, matalan kiertoradan missionsa päättäneet avaruusalukset pudotetaan.[10]
  • UARS-satelliitin suunniteltu putoaminen 24. syyskuuta 2011. Osa satelliitista paloi ilmakehässä, mutta suurimmat kappaleet putosivat Tyyneen valtamereen.

Avaruusromun poistaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Malalalla Maan kiertoradalla olevaa avaruusromua voidaan poistaa lähinnä ohjaamalla se putoamaan Maahan. Esimerkiksi laserilla voidaan muuttaa romukappaleen kiertorataa siten, että se törmää Maahan. Laserilla höyrystetään kappaleen pintaa siten, että vapautuva hiukkaussuihku toimii rakettimoottorina ja muuttaa kappaleen lentorataa toivotulla tavalla.

Hankkeita[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.[11] Tähän toimintaan voi liittyä juridisia ongelmia mm. siksi, että geostationaarisen radan toimivista ja kuolleista satelliiteista suuri osa kuuluu Yhdysvaltain ilmavoimille.

Los Alamosin kansallinen laboratorio esitti vuonna 2011 avaruusromun siivoamista laserilla, joka voisi toimia myös avaruusaseena.[12] Maaliskuussa 2011 Yhdysvaltain ilmavoimat ehdotti kansainvälistä sotilaallista yhteistyötä avaruusromun siivoamiseen. [13] 2015 Kansainväliselle avaruusasemalle on ehdotettu asennettavaksi lasereita avaruusromun poistamiseksi. [14] Asemella vuonna 2017 vietäväksi aiottua EUSO-satelliittia käytettäisiin romukappaleiden havitsemiseen.[14]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]