Skip to header Skip to main navigation Hyppää pääsisältöön Skip to footer

Main navigation

  • Etusivu
  • Aihealueet
    • Avaruus
    • Tiede
    • Tekniikka
    • Luonto ja ympäristö
    • Terveys ja lääketiede
    • Ihmiset
    • Taide
    • Paikkoja
    • Arvioita
  • Videot ja podcastit
  • Uusimmat jutut listana
  • Jutturuletti
  • Tiedekiinnostavuuskartta
Tiedetuubi

Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?

Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?

Viime keskiviikkona vietettiin kymmenvuotismerkkipäivää: tammikuun 11. päivänä vuonna 2007 tehtiin eräs ihmiskunnan historian typerimmistä tempuista, kun Kiina otti ja ampui ohjuksella avaruudessa ollutta satelliittiaan.

Ohjuksen kohteena oli hieman yli 800 km:n korkeudessa Maata napojen kautta kulkeneella radalla ollut Feng-Yun 1C -sääsatelliitti, joka rikkoontui ja räjähti ohjuksen iskusta nin 150 000 osaan.

Näistä kaksi tuhatta oli niin suuria, että niitä pystyttiin seuraamaan, ja yhä edelleen arviota yli 2800 räjähdyksessä syntynyttä kappaletta on kiertämässä Maata.

Tuo tapaus tuotti taivaalle 25% prosentin kasvun avaruusromun määrässä, ja tosiaan, tästä kärsitään yhä edelleen.

Kiina ei ollut ensimmäinen satelliitin tietoisesti kiertoradalla tuhonnut maa, sillä Yhdysvallat teki samanlaisen kokeen jo syksyllä 1985. Tämä tapaus ei kuitenkaan ollut niin vakava, koska satelliitti oli pienempi ja matalammalla, joten romua syntyi vähemmän ja se putosi nopeammin alas ilmakehään.

Mitä matalammalla radalla romu on, sitä enemmän ilmakehän rippeet hidastaa sen ratanopeutta, joten sitä nopeammin se putoaa itsekseen alas ja tuhoutuu ilmakehään pudotessaan. Mutta esimerkiksi tuolta noin 800 kilometrin korkeudesta luontainen putoaminen kestää satoja vuosia, joten palaset pysyvät siellä vaivana aika pitkään.

Tapaus tuli mieleen siksi, että viime viikonloppuna kaksi satelliitia oli lähes kolarissa. Kyseessä oli kaksi sotilaallista sääsatelliittia, toinen Yhdysvalloista ja toinen Venäjältä laukaistu. Jos ne olisivat törmänneet nokkakolarissa, olisi saatu taas aika paljon lisää avaruusromua.

Yleensä satelliittioperaattorit pystyvät estämään tällaiset tilanteet yksinkertaisesti muuttamalla satelliitin rataa hieman. Tässä tapauksessa satelliitit eivät olleet ohjattavissa, joten tilannetta voitiin vain seurata parasta toivoen. Lopulta satelliitit menivät juuri ja juuri toistensa ohitse ja helpotus oli suuri.

Paljonko avaruudessa on ihmisen sinne viemää romua?

Kiinalaisia ei kannata kovasti moralisoida, sillä kaikki avaruusvallat ovat olleet välinpitämättömiä roskaajia. Näin siksi, että aikanaan asiaa ei pidetty mitenkään tärkeänä: ajateltiin, että kyllä avaruudessa tilaa riittää, ja romu putoaa kyllä sieltä nopeasti pois.

Vielä 1960-luvulla jopa harrastettiin käytettyjen avaruuslaitteiden räjäyttämistä: ne siis tietoisesti pamautettiin pieniksi osiksi, koska kuviteltiin, että niin olisi parempi. Niin ei todellakaan ollut parempi – se oli pahinta, mitä saattoi kuvitella.

Nyt avaruudessa on tilastojen mukaan noin 500 000 kappaletta, jotka ovat suurempia kuin noin senttimetri. Näistä vaarallisimpia ovat pienimmät, koska niiden ratoja ei tunneta, mutta ne saavat törmätessään aikaan jo suurehkoa tuhoa.

Noin 26 000 kappaleen ratoja voidaan seurata aktiivisesti, eli nämä ovat esimerkiksi sammuneita ja edelleen toiminnassa olevia satelliitteja, kantorakettien osia ja muita sellaisia. Nämä eivät ole suuri ongelma, koska tarvittaessa törmäykset voidaan välttää muuttamalla lentorantoja – ellei kyseessä ole sitten kaksi liikuntakyvytöntä satelliittia.

Senttimetriä pienempiä, ihmisen vuoksi maapallon luona olevia kappaleita arvellaan olevan satoja miljoonia. Nämä ovat syntyneet esimerkiksi juuri törmäyksissä ja satelliittien tai rakettivaiheiden räjähdyksissä. Myös lämpötilan suuri vaihtelu rapauttaa satelliitteja ja rakettivaiheita; niistä lohkeilee maalia, irtoaa osia ja tihkuu polttoaineita ja jäähdytysnesteitä.

Yhä useammin tätä pientä silppua syntyy myös siksi, että nämä pienemmät kappaleet törmäilevät toisiinsa. Jotkus arvelevat, että lähiaikoina voidaan saavuttaa piste, missä tästä syystä avaruusromun määrä vain kasvaa rajusti, vaikka emme lähettäisi yhtään uutta laitetta avaruuteen. Tätä ketjureaktiota kutsutaan Kesslerin syndroomaksi.

Ihan tässä ei vielä olla, mutta avaruusromuun pitää kiinnittää nykyistäkin enemmän huomiota. Jo nyt jokaiselle sateliittille ja kantorakettien osille pitää olla suunnitelma siitä, miten se tuodaan takaisin alas toiminta-ajan päätyytyä. Toisinaan jokin menee kuitenkin pieleen, ja kappale jää romuksi taivaalle – ja siellä on jo nyt aika paljon toimivia satelliitteja, joille ei oikestaan voi tehdä mitään.

Miten eroon romusta?

Lisäksi Maata kiertää tuhansia raatoja, joista olisi hyvä päästä eroon. Suurin tällainen on Envisat, bussin kokoinen eurooppalainen ympäristötutkimussatelliitti, joka sammahti hieman yllättäen ennen kuin se ennätettiin tuoda hallitusti alas. Tosin se oli jo sitä ennen toiminut vuosikymmenen suunniteltua pitempään, joten huonoksi sitä ei voi sanoa.

Siitä suunnitellaankin nyt kohdetta ensimmäiselle satelliittien jätehuoltorobotille: alukselle, joka menisi ja nappaisi siitä kiinni, ja toisi sen jälkeen sen alemmalle kiertoradalla, mistä se putoaisi hallitusti tuhoutumaan ilmakehässä. Puuhaa tällaisille laitteille riittäisi.

Yksi vaihtoehto on iso verkko, jolla satelliitit napattaisiin kiinni ja hilattaisiin alaspäin. Video tällaisesta on jutun lopussa.

Lisäksi pienempiä avaruusromun palasia kannattaisi puhdistaa lähiavaruudesta. Siihen on kehitetty kaikenlaisia ideoita, mutta tehokkain lienee kosminen koipallo. Siis suurikokoinen möhkäle ainetta, mihin kappaleet törmäisivät ja jäisivät siihen kiinni.

Siis: tarrapalloa tai kalaverkkoa odotellessa pitää vain pelätä pahinta ja toivoa parasta.

avaruusromu
törmäys
Blogi
  • Lue lisää Kuka pelkää kiinalaista avaruusromua?

Kaksi satelliittia lähes kolarissa viime yönä

Meteor ja DMSP
Meteor ja DMSP
Jari Mäkinen

Kaksi sotilassatelliittia oli viime yönä hyvin lähellä toisiaan: kolaria ei lopulta tapahtunut, mutta venäläinen Meteor ja yhdysvaltalainen DMSP ohittivat toisensa vaarallisen läheltä toisiaan klo 23.53 Suomen aikaa.

 

Kyseessä oli kaksi noin 800 kilometrin korkeudessa Maata kiertävää sotilaallista sääsatelliittia, jotka eivät voineet muuttaa rataansa.

Satelliittien ja Maata muuten kiertävien kappaleiden ratoja seuraava Yhdysvaltain avaruusoperaatiokeskus oli arvioinut törmäyksen todennäköisyydeksi jopa 44 %.

Satelliittien nimiä ei kerrottu julkisuuteen, mutta ne ovat varsin nopeasti selvitettävissä julkisista tietokannoista. Muun muassa Spaceflight101 -sivusto oli löytänyt heti kaksi todennäköisintä kandidaattia: DMSP F15 ja Meteor 1-26.

DMSP F15 on Yhdysvaltain puolustushallinnon sääsatelliitti, joka laukaistiin avaruuteen vuonna 1999. Sen massa laukaisun aikaan oli 1220 kg. 

Meteor 1-26 on puolestaan massiivisempi, noin 2,2-tonninen sääsatelliitti, joka lähetettiin radalleen vuonna 1976. Se ei ole todennäköisesti enää toiminnassa.

Kumpikin satelliitti kiertää Maata jotakuinkin napojen kautta kulkevilla ns. aurinkosynkronisilla radoilla ja ratatietojen mukaan lähiohitus tapahtui Etelämantereen päällä. Niiden ratoja voi seurata n2yo.com -sivustolla.

Tällaiset lähiohitukset ovat hyvin harvinaisia, koska yleensä satelliitit pystyvät muuttamaan ratojaan törmäysriskin tullessa ilmi. Mikäli nyt liki toisiaan olleet satelliitit olisivat olleet vielä kykeneviä ratamuutoksiin, niitä olisi myös siirretty hieman sivuun radoiltaan.

Ratamuutos tehdään yleensä hyvinkin pienen riskin ollessa olemassa – tyypillisesti jo 1/1000 todennäköisyys saa aikaan ratamuutoksen.

Jos satelliitit olisivat törmänneet toisiinsa, olisi tuloksena ollut suuri määrä avaruusromua. Kiertorata noin 800 kilometrin korkeudessa on varsin suosittu sää- ja kaukokartoitussatelliittien sijoittamiseen, ja siksi siellä on varsin paljon satelliitteja. 

Kiertorata on avaruusromun kannalta ikävä myös siksi, että ilmakehän rippeet eivät hidasta noin korkealla olevien kappaleiden ratanopeutta juuri lainkaan. Siellä oleva romu pysyy siis siellä pitkään, jopa satoja vuosia.

Onneksi kiertoratatörmäykset ovat olleet hyvin harvinaisia.

Viimeinen suurempi kolari kiertoradalla tapahtui helmikuussa 2009, kun tietoliikennesatelliitit Iridium-33 ja Strela-2M törmäsivät toisiinsa. Törmäyksen tuloksena syntyi yli 2200 kappaletta, joita voidaan edelleen seurata. Lisäksi pienempiä kappaleita on varmasti tuhansia.

Amerikkalainen polaarisatelliitti hajosi palasiksi

NOAA16
NOAA16
Jari Mäkinen

Yhdysvaltain puolustushallinnon alainen kiertoradalla olevia kappaleita seuraava avaruusoperaatiokeskus SJpOC (Joint Space Operations Center) havaitsi keskiviikkona vuonna 2014 rikkoutuneen ja käytöstä poistetun NOAA16-satelliitin hajonneen osiin avaruudessa. 

Tapauksesta kertoo SpaceNews -lehti, jonka mukaan SJpOC havaitsi aiemmin yhtenä kappaleena kiertoradalla havaitun satelliitin jakaantuneen useampiin osiin keskiviikkona 25.11. aamupäivällä klo 10:41 Suomen aikaa. Palasten määrästä ei ole vielä tarkkaa tietoa, mutta niistä ainakaan toistaiseksi haittaa muille satelliiteille.

On epätodennäköistä, että hajoaminen olisi johtunut törmäyksestä jonkun toisen satelliitin tai avaruusromupalasen kanssa. Käytöstä ennenaikaisesti poistetut satelliitit sisältävät usein polttoainetta, joka saattaa ajan myötä räjähtää. Myös lämpötilavaihtelut ja muut avaruuden olosuhteet heikentävät jatkuvasti satelliitteja, joten ne saattavat rikkoontua myös tästä rasituksesta – joskin näin ei pitäisi käydä.

Samoin akut voivat räjähtää, jos satelliitin lämpöhallinta ei toimi ja lämpötila nousee sisällä liian suureksi.

Tämä NOAA16 -satelliitti oli Yhdysvaltain sää- ja valtamerentutkimusorganisaatio NOAA:n käytössä ollut Maan napojen kautta kulkevalla ns. polaariradalla säätä havainnut satelliitti, joka laukaistiin avaruuteen syyskuussa 2000. Se toimi normaalisti kesäkuuhun 2014 saakka, jolloin siihen tuli "kriittinen vika", jolloin se siirrettiin eläkkeelle. 

Kyseessä on jo toinen kerta lyhyen ajan kuluessa, kun Yhdysvaltain polaariradalla oleva satelliitti hajoaa avaruudessa ja synnyttää avaruusromua. Tätä ennen viime helmikuussa USA:n puolustushallinnon sääsatelliitti rikkoontui oletettavasti juuri akkujen pamahdettua. Myös seitsemässä muussa samanlaisessa satelliitissa on havaittu samankaltainen vika, joka saattaa johtaa mahdollisesti aikanaan akkujen räjähtämiseen.

Räjähdykset ovat harvinaisia

Jos käytöstä poistettavaa satelliittia ei voida ohjata alas tuhoutumaan Maan ilmakehässä, sen polttoainetankit tyhjennetään ja akkujen varaus puretaan ennen kuin satelliitti kytketään pois päältä ja jätetään avaruuteen romuksi. Näin siitä aiheutuva vaara on kaikkein pienin.

Todennäköisesti NOAA16:n vika – josta ei ole kerrottu tarkemmin – esti näiden toimien tekemisen, mikä on johtanut tähän hajoamiseen. 

Ajan kuluessa satelliitin kappaleet levittäytyvät laajemmalle nykyisen kiertoradan sivuille. Satelliitin korkeahko ratakorkeus, noin 850 km, tarkoittaa sitä, että kappaleet eivät putoa Maahan vuosisatoihin. Koska tuo ratakorkeus on kätevä juuri Maan havainnointiin, on sillä varsin paljon satelliitteja; siksi siellä on myös varsin paljon käytöstä poistettuja satelliitteja sekä niistä irronneita osia.

Suurin näillä tienoilla oleva satelliitti on kahdeksan tonnia massaltaan oleva eurooppalainen ENVISAT, joka lakkasi toimimasta vuonna 2012 toimittuaan olennaisesti suunniteltua pitempään. Se on tällä haavaa massiivisin "satelliittiraato" avaruudessa.

Otsikkokuvassa on piirros NOAA:n sääsatelliitista, jonka kaltainen NOAA16 oli. Kuva: NASA

Minne "WTF" oikein putosi?

Tutkijat WT1190F-havaintolentokoneessa
Tutkijat WT1190F-havaintolentokoneessa
Jari Mäkinen

Kummallinen avaruusromukappale WTF, eli oikealta nimeltään WT1190F törmäsi maapalloon tänään aamulla täsmälleen ennusteiden mukaisesti. 

Se iskeytyi Maan ilmakehään klo 8:18 Suomen aikaa 39 600 kilometrin tuntinopeudella noin 100 km Sri Lankan eteläpuolella.

Yllätyksenä tämä putoaminen ei tullut (vaikka tiedotusvälineistä sen kuvan saattoi saadakin), sillä kappale havaittiin ensimmäisen kerran jo 18. helmikuuta vuonna 2013.

Niinpä putoamispaikka pystyttiin laskemaan varsin tarkasti etukäteen, ja siksi paikalla oli kansainvälinen tutkijaryhmä lentokoneessa  kuvaamassa putoamista. Tällaisten maahanpaluiden tutkiminen auttaa ymmärtämään aina paremmin sitä, miten kappaleet käyttäytyvät ilmakehän kitkakuumennuksessa ja miten ne hajoavat milläkin korkeudella. 

Otsikkokuvassa tutkijat säätivät kameroita koneessa ennen havaintolentoa.

Erityisen kiinnostavan tästä kappaleesta teki se, että se oli erittäin todennäköisesti ihmisen tekemä. Mitä todennäköisemmin WT1190F on peräisin geostationaariradalle satelliitin laukaisseesta kantoraketista ja se on ollut hyvin soikealla radalla Maan ympärillä vuodesta 2009 alkaen.

Arabivetoisen Kansainvälisen astronomisen unionin maahanpalaavia kappaleita tutkivan ryhmän vuokraama Gulfstream-lentokone (kuvassa yllä) oli havaitsemassa putoamista ja onnistuikin saamaan tapauksen videolle sekä lukuisiin valokuviin:

Alhaalta putoamista ei voitu nähdä lainkaan sateen ja pilvien vuoksi, joten Sri Lankaan kerääntyneet tutkijat ja harrastajat vetivät siis vesiperän. Laskelmien mukaan kappale olisi voinut hohtaa pudotessaan hetken aikaa taivaalla yhtä kirkkaana kuin täysikuu, mutta olisi hiipunut nopeasti sen jälkeen. Näky olisi ollut samankaltainen kuin tähdenlento, paitsi että nyt sen aika ja paikka olisi tiedetty etukäteen, ja kappale olisi ollut satunnaisen avaruuskiven sijaan ihmistekoinen.

Sri Lankan puolustusministeriön mukaan kappale hajosi ilmassa kokonaan vajaan sadan kilometrin korkeudessa eikä siitä selvinnyt mitään pinnalle saakka.

Tämä ei ollut yllätys, sillä todennäköisesti kappale oli käytännössä suuri, tyhjä polttoainetankki, jonka massa suhteessa sen pinta-alaan oli hyvin pieni. Siksi se tuhoutui hyvin nopeasti ilmanvastuksen alettua sitä kuumentaa.

Seuraava tiedossa oleva Maahan syöksyvä kappale on Vermont Lunar, amerikkalaisyliopiston tekemä cubesat, 10 cm kanttiinsa oleva pikkusatelliitti. Sen odotetaan putoavan alas marraskuun 23. päivänä Arabian niemimaan päällä ja tuhoutuvat kokonaan jo korkealla ilmakehässä.

Juttua on päivitetty klo 18:18 lentokoneesta kuvatulla videolla.

Avaruusaseman miehistö evakuoitui Sojuz-aluksen sisälle

Jari Mäkinen

Avaruusromun palanen lensi hetki sitten klo 15:01 Suomen kesäaikaa läheltä kansainvälistä avaruusasemaa. Ennakkoon tiedetty tapaus ei ollut vaaraksi avaruusasemalle tai sen miehistölle, mutta turvaohjeiden mukaan miehistö siirtyi ohituksen ajaksi asemaan kiinnitetyn Sojuz-avaruusaluksen sisälle. Mikäli jostain syystä avaruusromu – tai sen lähellä mahdollisesti olleet jokin muut kappaleet – olisikin osunut asemaan, olisivat Gennadi Padalka, Mihail Kornienko ja Scott Kelly olleet turvassa. Pahimmassa mahdollisessa tapauksessa he olisivat voineet palata aluksellaan saman tien takaisin Maahan, mutta tällä(kin) kerralla se tiedettiin etukäteen jo erittäin epätodennäköiseksi.

Vastaavia tapauksia tapahtuu aina silloin tällöin, ja toisinaan asemaa myös siirretään pois avaruusromukappaleiden edeltä.

NASAn mukaan avaruusaseman kaikki systeemit toimivat normaalisti ja tätä kirjoitettaessa miehistö on jo siirtymässä takaisin aseman sisälle jatkamaan normaalitoimiaan.

Päivitys 17.7.
Tilanne meni ohi ilman vaaraa. Kyseinen avaruusromu oli Maata kiertävä sammunut venäläinen sääsatelliitti.

Venäläinen rakettiromu löytynyt Norjasta

Jari Mäkinen

Norjassa kohistiin eilen Finnmarkista, Pohjois-Norjasta, Båtsfjordin kalasatamasta löytyneestä omituisesta kappaleesta, joka selvästi oli peräisin Venäjältä.

Muun muassa Kim Digernes julkaisi siitä kuvia Facebook-sivullaan (mistä otsikkokuva on peräisin) ja Norjan yleisradioyhtiö NRK järjesti saman tien kappaleen alkuperän selvittämiseen yleisökilpailun – vaikkakin kuvien perusteella oli heti selvästi havaittavissa mistä kappale oli peräisin.

Kyseessä on kantoraketin nokkakartion puolikas, juuri sen tyyppinen, mistä kerroimme pari päivää sitten kiinalaisraketin testaamisen yhteydessä. Satelliitti on suojattuna raketin nokassa suojakartiolla, joka irtaantuu kun raketti on noussut ilmakehän yläosiin, missä ilmanvastus on sen verran pientä, ettei se enää vaadi aerodynaamista nokkaa tai vaurioita satelliittia.

Yleisin tapa päästä nokkakartiosta kätevästi eroon on tehdä se kahdesta puolikkaasta, jotka irtaantuvat eri puolille rakettia. Silloin ne putoavat pois aiheuttamatta vaaraa satelliitille tai raketille.

Nokkakartiot ovat itse asiassa varsin jykevätekoisia, sillä ne joutuvat kestämään varsin suuren aerodynaamisen voiman. Lisäksi niissä on yleensä sisäpinnassaan vaahtomaista ainetta, joka toimii lämpöeristeenä ja vaimentaa meteliä. Lisäksi niissä on reikiä, joiden kautta satelliittiin voidaan olla johtojen kautta yhteydessä vielä silloinkin, kun ne on suljettu nokkakartion sisään.

Nämä kaikki näkyvät oikein hyvin Finnmarkissa otetuissa kuvissa. Kyseessä on todennäköisesti Plesetskistä Maan napojen kautta kulkevalle polaariradalle lähteneen Sojuz-kantoraketin nokkakartion puolikas, joka on pudonnut mereen ja kellunut lopulta Norjaan.

Lisävahvistusta tälle ajatukselle saa katsomalla alla olevaa kuvaa, missä on Kourousta laukaistun Sojuz-raketin nokkakartio: sen läpiviennit ja muoto ovat täsmälleen samanlaisia kuin Norjan "omituisessa" kappaleessa.

Todennäköisesti kyse oli raketista, joka laukaistiin 23. kesäkuuta Plesetskistä. Sen kyydissä avaruuteen nousi venäläinen Persona-vakoilusatelliitti, joka kuvaa maapallon pintaa kameroillaan optisella alueella. Persona-satelliitit korvaavat vähitellen vanhemmat Kobalt-tyyppiset satelliitit, jotka luottavat edelleen todella vanhaan tapaan: ne kuvaavat filmille ja pudottavat filmikapselit Maahan. Vaikka menetelmä kuulostaa antiikkiselta, venäläiset ovat käyttäneet sitä siksi, että kukaan ei pysty nappaamaan satelliittien lähettämiä signaaleita. Kobalt-satelliittien elinikä on siksi lyhyempi ja niitä tulee laukaista useammin: edellisen kerran näin tapahtui kesäkuun 5. päivänä. 

Tuolloinkin laukaisu tapahtui Sojuzilla Plesetskistä, joten nokkakartio saattaa olla peräisin tuostakin lennosta.

Amerikkalaiset salasivat sotilassatelliitin räjähdyksen (päivitetty)

Jari Mäkinen

Yhdysvaltain ilmavoimien sotilaallinen sääsatelliitti DMSP-13 räjähti helmikuun 3. päivänä kiertoradallaan 43 jäljitettävään osaan. Yleensä tällaisista tapauksista tiedotetaan julkisesti, jotta muut avaruusmaat voivat varautua avaruusromun aiheuttamaan vaaraan, mutta nyt amerikkalaisilta ei saatu tietoa tapauksesta – eikä virallisesti ole saatu vieläkään.

Euroopan avaruusjärjestön avaruustilannetta tarkkailevan toimiston mukaan hieman yli 800 kilometrin korkeudessa tapahtunut räjähdys ei aiheuta ainakaan suoraa vaaraa eurooppalaisille satelliiteille. Lähimpänä avaruusromupilveä ESAn satelliiteista käy jäätutkijasatelliitti CryoSat, mutta sekin on turvallisen matkan päässä.

Korkeusalue 800 kilometrin tienoilla on tyypillinen Maata tutkivien ja havaitsevien satelliittien käyttämä kiertorata, ja siellä on myös joitain tietoliikennesatelliitteja.

Oletettavasti DMSP-13:n räjähdyksessä syntyneet suuremmat kappaleet, ohessa syntyneet pienemmät osat ja niiden keskinäisten törmäysten johdosta syntyvät palaset pysyvät ainakin toistaiseksi rajatulla, joskin varsin kookkaalla alueella. Ajan kuluessa syntynyt avaruusromu leviävää ja putoavaa alemmaksi laajenevaksi pilveksi.

ESA on saanut nyt tietoa Yhdysvalloista ja analysoi parhaillaan tarkemmin tapauksen vaikutuksia.

Syynä sähköhäiriö?

DMSP-F13 -satelliitti (Defense Meteorological Satellite Program Flight 13) laukaistiin avaruuteen vuonna 1995, joten se oli jo 20 vuotta vanha. Se oli aurinkosynkronisella kiertoradalla, joka kulki jotakuinkin Maan napojen kautta noin 800 km:n korkeudessa.

Se ei enää kuulunut Yhdysvaltain tärkeimpiin kiertoradalla oleviin sotilaallisiin sääsatelliitteihin, sillä siitä tuli virallisesti varasatelliitti vuonna 2006. Koska avaruudessa on jo kuusi muuta DMSP-sääsatelliittia, ei räjähdys vaikuta Yhdysvaltain kykyyn saada sotilailleen säätietoja.

Tapauksesta saatujen tietojen mukaan syyksi räjähdykseen arvellaan satelliitin sähköjärjestelmässä tapahtunutta vikaa, joka olisi saanut aikaan laajemman vian, joka olisi saanut aikaan räjähdyksen (kun esimerkiksi jäljellä oleva ajoaine olisi syttynyt). Sen jälkeen satelliitti menetti asennonhallintakykynsä ja yhteys siihen katkesi.

Ainakaan toistaiseksi ei ole siis olemassa mitään merkkejä siitä, että satelliitti olisi tietoisesti tuhottu avaruudessa.

Omituista tapahtumassa on kuitenkin se, että Yhdysvaltain strateginen komentokeskus USSTRATCOM ei tiedottanut muita räjähdyksestä, eikä ole kertonut asiasta vieläkään virallisesti mitään.

Ensimmäisenä DMSP-F13:n räjähdyksestä kertoi amerikkalainen satelliitteja ja niiden ratoja tutkiva T.S. Kelso helmikuun 25. päivänä, kun hän havaitsi 26 uutta kappaletta paikassa, missä sääsatelliitti oli aiemmin.

Vaikka satelliitin räjähdys ei ole vakava tapaus avaruusromun syntymisen kannalta, olisi siitä pitänyt tiedottaa muita satelliittioperaattoreita välittömästi.

DMSP on tärkeä myös suomalaisille tutkijoille

Sotilaalliset DMSP-sarjan sääsatelliitit ovat olleet tärkeitä paitsi sotilaille ja sääennustajille, niin myös avaruusfysiikan tutkijoille, koska niiden mukana on laitteita, jotka pystyvät tekemään muun  muassa mittauksia siitä, kuinka Auringon energiaa siirtyy aurinkotuulesta Maan magneettikenttään. Tämä tapahtuu mittaamalla sähköpotentiaalia avaruudessa napa-alueiden päällä. Sateliitit kuvaavat myös revontulia ja tekevät muita Maan ja Auringon välistä vuorovaikutusta selventäviä havaintoja.

"DMSP on eräs tärkeimmistä avaruusohjelmista tässä suhteessa", kertoo tutkimusprofessori Minna Palmroth Ilmatieteen laitokselta.

"Avaruusfysiikka ei olisi nykytasollaan ilman näiden satelliittien ja niiden hyvin laaja-alaisesti mittauksia tekeviä instrumentteja. Maan pinnalta vastaavia mittauksia voidaan tehdä vain SuperDARN -tutkalaitteistolla."

Osasyynä DMSP-satelliittien avaruusfysiikkalaitteisiin lienee se, että sotilaat ovat myös kiinnostuneita asiasta paitsi perustutkimusmielessä, niin myös siksi, että Auringon ja Maan välisen vuorovaikutuksen ymmärtäminen auttaa heitä(kin) satelliittien hallinnassa ja maailmanlaajuisessa toiminnassaan: esimerkiksi Maan magneettikentän häiriöt vaikuttavat suoraan kauko-ohjattavien lennokkien ohjaamiseen käytettäviin tietoyhteyksiin.

 

Kuva yllä: Revontulimyrsky Etelämantereen päällä DMSP-13 -satelliitin kuvaamana vuonna 1998. (MIT Haystack Observatory)
Otsikkokuva: DMSP-13 -satelliitti. (Yhdysvaltain ilmavoimat)

Suomi avaruusromun kohteena

Jari Mäkinen

Sunnuntai 28. syyskuuta oli hiljainen Nasan Suomi NPP -satelliitin lennonjohdossa, kunnes tuli hälytys: noin kymmenen senttiä halkaisijaltaan oleva tunnistamaton avaruusromun kappale oli kiitämässä lähes suoraan päin satelliittia. Kun tilannetta tutkittiin tarkemmin, kävi ilmi, että jotakuinkin 27 000 kilometrin tuntinopeudella kiitäneen kappaleen ohitus tapahtuisi alle sadan metrin päästä – mikä kiertoradalla olevien kohteiden tapauksessa ei ole käytännössä mitään. Epävarmuudet huomioiden oli siis täysin mahdollista, että kappale voisi törmätä tiistaina 30. syyskuuta kalliiseen Maata havaitsevaan satelliittiin.

”Koska Suomi NPP liikkuu radallaan päinvastaiseen suuntaan kuin avaruusromun palanen, niiden suhteellinen törmäysnopeus olisi ollut lähes 56 000 km/h”, selitti Harry Solomon, satelliitin lennon johtaja Nasan Goddardin avaruuslentokeskuksesta.

”Jos törmäys olisi tapahtunut, ei se olisi ollut vain tuhoisaa satelliitille, vaan myös ikävä tapaus muutenkin, koska siitä olisi tullut avaruuteen tuhansia uusia pieniä avaruusromun palasia.”

Niinpä maanantaina 29. syyskuuta illalla Suomen aikaa lennonjohto aloitti väistötoimet. Käytännöllisesti katsoen kaikki satelliitit on varustettu ohjausrakettimoottoreilla, joilla niiden rataa voidaan muuttaa. Helpoin, ja siksi yleisin tapa väistää kappaletta, on nostaa tai laskea ratakorkeutta väliaikaisesti.

Maata kiertää avaruudessa yli 20 000 kappaletta, joiden radat tiedetään ja niitä voidaan seurata. Näistä noin tuhat on toimivia satelliitteja. Nyt törmäysuhan aiheuttanut kappale oli varsin pieni, eikä juuri sitä pienempiä kappaleita pystytäkään seuraamaan – eikä siksi niiden törmäysuhkaa osata määrittää kunnolla.

Satelliitit joutuvat tekemään tällaisia väistötoimia aina silloin tällöin, mutta useimmiten niihin osataan varautua hieman aikaisemmin. Jopa Kansainvälinen avaruusasema muuttaa rataansa satunnaisesti väistääkseen avaruusromua.

Suomi NPP -satelliitille tämä oli neljäs väistöliike. Kappaleen rataa tutkittaessa on päätelty, että uhkaaja oli peräisin Thorad-Agena -kantoraketista, joita Yhdysvallat käytti vuosien 1966 ja 1972 välillä Corona-vakoilusatelliittien laukaisuun.

Myös edellinen Suomi NPP:n väistämä kappale oli peräisin kantoraketista. Tämän vuoden tammikuussa Delta 1 -raketin kappale uhitteli sitä.

Suurin vaara noin 800 kilometrin korkeudessa oleville satelliiteille, kuten 830 km:n korkeudella kiertävälle Suomi NPP:lle, koituu kuitenkin kiinalaisesta Fengyun-1C -sääsatelliitista, jonka Kiina tuhosi ohjuksella vuonna 2007. Räjähdys ja törmäys levittivät kymmeniä tuhansia pieniä kappaleita avaruuteen tuolle korkeudelle, ja ne ovat erittäin hankalia siksi, että ne ovat liian pieniä havaittaviksi.

Suomi-niminen satelliitti

Suomi NPP, eli Suomi National Polar-orbiting Partnership, on Nasan, Yhdysvaltain puolustusministeriön ja Yhdysvaltain liittovaltion sää- ja valtamerentutkimusorganisaation NOAA:n sääsatelliitti, joka laukaistiin melko täsmälleen kolme vuotta sitten, 28. lokakuuta 2011, Maata kiertävälle radalle Kaliforniasta, Vandenbergin lentotukikohdasta.

Kyseessä on maapallon napojen kautta kulkeva ns. polaariradalla oleva satelliitti, joka kuvaa ja mittaa ilmakehää, pilviä, merta ja maata alapuolellaan rutiininomaisesti tutkimus- ja ennustamiskäyttöön. Jotta se pystyisi tekemään työtään mahdollisimman tarkasti, sitä pidetään koko ajan alle 20 kilometrin tarkkuudella juuri halutulla kiertoradalla.

Nimessä oleva ”Suomi” ei tarkoita maatamme, vaan se tulee suomalaista sukujuurta olevasta Verner E. Suomesta. Hän oli tärkeä taustavaikuttava Yhdysvaltain ensimmäisiä sääsatelliitteja suunniteltaessa ja käytettäessä.

Alla oleva video on koostettu Suomi NPP:n havainnoista:

Suomi NPP:n törmäysuhasta kertoi SpaceMart -nettisivusto.

Harppuunalla avaruusromun kimppuun

Harppuunalla avaruusromun kimppuun

Maan lähiavaruus alkaa olla täynnä avaruusromua: sammuneita satelliitteja ja käytettyjä rakettivaiheita sekä runsain mitoin pienempää tavaraa. Tällä hetkellä seurannassa on jo yli 17 000 kahvikuppia suurempaa kappaletta, jotka aiheuttavat merkittävän törmäysuhan toimiville satelliitelle. Yhden senttimetrin läpimittaisen mutterin isku voi aiheuttaa vahinkoa yhtä paljon kuin käsikranaatti.

Euroopan avaruusjärjestössä valmistellaan avaruusromun pyydystämistä ikiaikaisella tekniikalla, harppuunan avulla. Ainoa keino saada esimerkiksi Maata tarkkailevien satelliittien käyttämille matalille kiertoradoille levittäytynyt romu kuriin on hilata suuremmat kappaleet muualle.

Muuten tonnien painoiset romukasat ovat kuin aikapommeja: ennemmin tai myöhemmin ne törmäävät johonkin – elleivät sitten hajoa säiliöihin jääneen polttoaineen tai auringonsäteilyn lämmittämien akkujen räjähtäessä.

Näin syntyvät pienempien kappaleiden muodostamat pilvet tekevät elintärkeät kiertoradat entistä vaarallisemmiksi ja hankalammiksi käyttää, ja törmäyksistä voi syntyä lopulta tuhoisia ketjureaktioita.

ESAn "Siisti avaruus" -ohjelman tavoitteena on toteuttaa vuonna 2021 e.DeOrbit-lento. Herkkien antureidensa ja autonomisen ohjausjärjestelmänsä avulla siivoussatelliitti etsii kohteensa, joiden massat voivat olla useita tonneja ja jotka saattavat pyöriä holtittomasti.

Suurin haaste on näiden avaruusromun kappaleiden pyydystämisessä. Harkinnassa on useita eri vaihtoehtoja kuten verkkoja, erilaisia kiinnitysmekanismeja – sekä vaijerin päässä oleva harppuuna. Brittiläinen Airbus Defence and Space -yritys on tehnyt jo alustavia kokeiluja harppuunan käytöstä.

Sammuneita satelliitteja saalistavan harppuunajärjestelmän toiminta olisi kolmivaiheinen: ensin harppuuna osuu suurella nopeudella kohteeseen, sitten se tunkeutuu osittain sen sisään ja lopuksi "saalis" hilataan talteen.

Harppuunan prototyyppi ammuttiin satelliittien rakennetta vastaavaan materiaaliin, jotta voitiin arvioida sen tunkeutumiskykyä, kestävyyttä hinauksen kannalta ja iskun synnyttämien pienempien kappaleiden määrää. Ne saattaisivat olla vaaraksi e.DeOrbit-satelliitille itselleenkin.

Seuraavaksi prototyypistä rakennetaan kehittyneempi testiversio, jonka avulla voidaan määritellä varsinaisen lennon kannalta tärkeät harppuunan ja sen käyttömekanismin ominaisuudet. Lopullisen laitteiston kehittämisessä käytetään sekä tietokonemallinnusta että käytännän kokeita.

 

blog
esablog
avaruusromu
harppuuna
e.DeOrbit
  • Lue lisää Harppuunalla avaruusromun kimppuun

Sivutus

  • Edellinen sivu ‹‹
  • Sivu 2
Tilaa aihepiirin avaruusromu RSS-syöte

AIHEALUEET

Avaruus ja ilmailu
Tiede ja tekniikka
Luonto ja ympäristö
Lääketiede ja terveys
Ihmiset ja paikat
Kirjat, elokuvat ja taide

ERIKOISTA

Tiedekiinnostavuuskartta
Jutturuletti
Suorana labrasta
eTuubi
Videot

TIEDETUUBI

Tiedetuubin esittely
Toimitus
Tiedetuubi ja tekoäly
Yhteistyökumppanit
Mediakortti
Information in English

Copyright © 2012-2026 Tiedetuubi - All rights reserved