Ruimterommel

Ruimterommel is die versameling van kunsmatige voorwerpe in die ruimte wat nie meer 'n nuttige doel dien nie. Dit sluit in ou satelliete,  stukke van vuurpyle  en verskeie dele wat afgebreek het vanaf ruimtetuie. Dit sluit ook die rommel wat geskep is deur botsings van ruimterommel met mekaar.

Die Kessler Sindroom verwys na 'n kettingreaksie van botsings wat meer ruimterommel sal skep en dus eksponensieel die hoeveelheid botsings en ruimterommel sal verhoog. Hierdie sal plaasvind nadat die ruimterommel 'n kritiese digtheid oorskry het. Daar word steeds gedebateer of hierdie proses reeds begin het.http://webpages.charter.net/dkessler/files/KesSym.html  , Donald J. Kessler (8 Maart 2009) Daar is dus druk in die ruimtegemeenskap om meer navorsing te doen om satelliete vinniger uit hul wentelbaan te kry en laat terugval na die aarde, die skade veroorsaak deur ruimterommel te beperk en om die effekte en teenwoordigheid daarvan meer akkuraat te meet.http://www.unisec-global.org/ddc/index.html, Deorbit Device Competition

 Klassifisering 
 Grootte 
Daar is sedert Julie 2013 omtrent 170 miljoen rommelstukke kleiner as 1 cm waargeneem. Daar is rofweg 670 000 stukke met 'n grootte tussen een en tien cm.  Rommel word as groot gesien indien dit groter as 10 cm is.http://www.orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/UN_Report_on_Space_Debris99.pdf , p.15, Verenigde Nasies, New York, 1999 Daar is tans 29 000 stukke ruimterommel wat as groot geklassifiseer word. Die meerderheid van die massa van ruimterommel word deur 'n klein hoeveelheid van die ruimterommel verteenwoordig – van die 1900 ton ruimterommel (sedert 2002) word 98% daarvan veroorsaak deur net 1500 voorwerpe, elke met massa van meer as 100 kg.

 Hoogte 
Hoe hoër die satelliet bo die atmosfeer is, hoe minder lugweerstand ervaar dit. Dus sal dit sy wentelbaan stadiger verlaat. Buiten vir hierdie krag, is daar ook verskille in die aarde se swaartekragveld, die effek van die maan en radiasie en ander effekte vanaf die son wat 'n krag teenoor die wenteling kan uitoefen en dus die ruimterommel na 'n laer hoogte toe forseer.  Hierdie kan steeds egter duisende jare duur vir baie hoë voorwerpe.Kessler 1991, p. 268. Dit kan egter hier genoem word dat baie hoë wentelbane is heelwat minder algemeen as die laer wentelbane.

 Bronne van ruimterommel 

 Nie-operasionele ruimtetuie 
Wanneer 'n satelliet die einde van sy nuttige leeftyd bereik het, is daar een van twee opsies wat geneem kan word om sy wentelbaan weer beskikbaar te stel vir hergebruik. Eerstens kan die satelliete geskuif word na 'n dooiewentelbaan (dit wil sê 'n wentelbaan wat nie nuttig is of gebruik is nie). Hierdie neem egter aan dat die ekstra krag beskikbaar is om die satelliet te verskuif. Tweedens kan daar gepoog word om die weerstand teen die satelliet te verhoog (gewoonlik gedoen deur seile) en sodoende die satelliet geweldig vinniger te laat vertraag, uit sy wentelbaan val en verbrand in die atmosfeer.

Die oudste kunsmatige satelliet wat steeds wentel is die Verenigde State se Vanguard 1, wat in 1958 in 'n medium aarde wentelbaan gelanseer is.  Die Unie van Besorgde Wetenskaplikes het in Julie 2009 902 satelliete as operasionele satelliete gelys, met die totale hoeveelheid van 19 000 groot voorwerpe in die ruimte en meer as 30 000 voorwerp wat al gelanseer is.

Tydens die 1970's  en 1980's het die Sowjetunie verskeie waarnemingssatelliete gelanseer as deel van 'n program om die see waar te neem met radar. Die satelliete het almal kernreaktors gehad om hul radarstelsels aan te dryf. Alhoewel die satelliete gewoonlik geskuif was na 'n dooiewentelbaan, het verskeie mislukkings daartoe gelei dat radioaktiewe materiaal die aardoppervlak bereik het.

Hierdie skepping van ruimterommel is steeds 'n probleem wat voort duur. In Februarie 2015 het die USAG DMSP-F13 satelliet ontplof in sy wentelbaan, wat ten minste 149 stukke ruimterommel geskep het wat verwag word om nog vir dekades te bly wentel.http://spacenews.com/dmsp-f13-debris-to-stay-on-orbit-for-decades/

 Verlore toerusting 
Volgens die boek Envisioning Information deur Edward Tufte sluit ruimterommel die volgende in: 'n handskoen wat ruimtevaardiger Ed White tydens die eerste Amerikaanse ruimtewandeling (EVA) verloor het, 'n kamera wat Michael Collins naby aan Gemini 10 verloor het, rommelsakke wat Sowjet ruimtevaarders uitgegooi het tydens die Mir se 15 jaar lewe, gereedskap en 'n tandeborsel. Tydens 'n ruimtewandeling het Sunita Williams ook 'n kamera verloor. Tydens 'n STS-120 EVA was meer gereedskap verloor en in STS-126 EVA het Heidemarie Stefanyshyn-Piper 'n hele gereedskapsak verloor.

 Wapens 
Baie ruimterommel is al geskep deur die gebruik van missiele om satelliete te vernietig. Tydens die 1960's en 70's het beide die VSA en die Sowjetunie ruimterommel geskep tydens die toetsing van hul anti-satelliet wapens. Teen die tyd wat die mense begin het om ruimterommel as 'n probleem te beskou het  was die toetsing van sulke wapens reeds verby. Die VSA het egter 'n nuwe anti-satelliet wapen getoets in die 1980's, die Vought ASM-135 ASAT. 'n Toetslopie in 1985 het 'n 1 ton satelliet teen 'n hoogte van 525 km vernieting, wat duisende stukke ruimterommel wat groter as 1 cm is, geskep het. Weens die relatiewe lae hoogte het meeste van die stukke verbrand binne die volgende 10 jaar.

China se regering het in 2007 die grootste hoeveelheid ruimterommel vanaf 'n enkele voorwerp geskep deur 'n anti-satelliet missiel op een van hulle eie satelliete te toets. Die satelliet het 2300 stukke groter as 'n gholfbal veroorsaak, meer as 35000 stukke groter as 1 cm en meer as 'n miljoen stukke groter as 1 mm. Die geteikende satelliet het tussen 850 en 882 km gewentel, die gebied na aan die aarde waar die meeste satelliete voorkom.http://www.heavens-above.com/satinfo.aspx?lat=0&lng=0&alt=0&loc=Unspecified&TZ=CET&SatID=25730 Aangesien hierdie satelliet hoër is gaan die ruimterommel ook vir baie langer aan hou wentel voordat dit verbrand.

Dit was voorgestel dat lande wat nie persiese anti-satelliet wapens het nie steeds vir satelliete 'n gevaar kan in hou deur groter satelliete af te skiet en groot hoeveelhede ruimterommel te skep. Aangesien ruimterommel deur middel van botsings nog ruimterommel kan skep kan dit 'n ernstige gevaar in hou vir satelliete met lae wentelbane.http://www.ucsusa.org/assets/documents/nwgs/debris-in-brief-factsheet.pdf  , David Wright , Union of Concerned Scientistsm, Desember 2007

 Dreigement aan menslike aktiwiteite 

 Tot onbemande ruimtetuie 
Meeste ruimtetuie maak gebruik van Whipple Shields om hulself te beskerm teen ruimterommel. Hierdie skilde word egter verswak deur blootstelling aan die son en herhaalde botsings. Die skade aan die skilde kon waargeneem word op Mir, 'n Sowjet-ruimtestasie, wat vir 'n geruime tyd in die ruimte gebly het met sy oorspronklike skilde. Groter stukke van ruimterommel kan gewoonlik 'n ruimtetuig vernietig. Die eerste geval waar ruimterommel die oorsaak is vir die vernietiging van 'n satelliet was op 24 Julie 1981 toe Kosmos 1275 in 300 stukkies in gebreek het (dit is ook moontlik dat 'n battery ontploffing daarvoor verantwoordelik is). Kosmos 1484 het op 'n soortgelyke wyse opgebreek op 18 Oktober 1993.

Verskeie botsings was bevestig nadat dit gebeur het. Olympus-1 was getref deur 'n meteoriet op 11 Augustus 1993 en het aanhou wentel, alhoewel dit nie meer operasioneel was nie.

Die eerste grootskaalse satelliet botsing het plaasgevind op 10 Februarie 2009. Die nie-operasionele Kosmos 2251 (950 kg) en die operasionele Iridium 33 (560 kg)  het mekaar getref, 800 km bo noord Siberië. Die relatiewe spoed van impak was omtrent 11.7km/s of 42120 km/h.http://www.newscientist.com/article/dn16604-satellite-collision-more-powerful-than-chinas-asat-test.html Beide satelliete was vernietig en daar kon nie geskat word hoeveel stukke ruimterommel gegeneer was nie.http://www.space.com/news/090211-satellite-collision.html Op 22 Januarie 2013 was BLITS ('n Russiese satelliet) deur ruimterommel getref wat vermoedelik afkomstig is van die 2007 Sjinese anti-satelliet missiel toets. Dit het beide die wentelbaan en draaisnelheid van die satelliet verander.

In 'n Kessler sindroom, sal 'n satelliet se nuttige leeftyd gemeet word in maande of jare. Nuwe satelliete kan deur die rommelvelde gelanseer word in hoër wentelbane geplaas word , of in laer wentelbane geplaas word aangesien sulke satelliet baie vinniger sal ontwentel. Die probleem is egter dat die meerderheid ruimterommel voorkom in nuttige wentelbane waar mense eintlik satelliet wil hê, wat die rede is hoekom daar in soveel satelliet in daardie wentebane in die eerste plek geplaas was.

 Tot bemande ruimtetuie 

 Ruimtestasies 
Sedert NASA groter ruimtestasies laat wentel het, het hulle NORAD gebruik om die moontlikheid van ruimterommel in die ruimtestasie se wentelbaan te bepaal. Hierdie het die meerderheid van NORAD se hulpbronne in die 1980's gebruik.Schefter, p. 50. Die eerste aktiewe beweging om 'n botsing te vermy het in September 1991 plaasgevind, toe die ruimtestasies tydens STS-48 beweeg het om oorblyselfs vanaf Kosmos 955 te vermy.http://www.satobs.org/satclose.htmlhttp://www.scribd.com/doc/52642978/STS-48-Space-Shuttle-Mission-Report Soortgelyke bewegings was op die 53, 72  en 82 missies uitgevoer.Een van die eerste gebeurtenisse wat die aandag gevestig het op  die ruimterommelprobleem, het plaasgevind op die Challenger se tweede vlug, STS-7. 'n Stuk verf het die Challenger se voorruit getref en 'n holte wat omtrent 1 mm wyd was geskep. Op STS-59 in 1994, het die Endeavour se vooruit 'n holte van omtrent die helfte van sy diepte gekry weens 'n botsing. Kleinskaalse ruimterommelbotsings het toegeneem sedert 1998.

Skade aan die ruimtestasies se ruite en TPS was reeds 'n algemeen probleem in die 1990's. Om sulke skade te probeer beperk het hulle ruimtetuie op 'n ander wyse laat vlieg – gewoonlik stert eerste sodat die skade sal plaasvind na aan die enjins en agterste vragafdeling. Hierdie was gedoen aangesien nie een gebruik word tydens lansering of landing nie en minder krities is vir operasies na die lansering. Wanneer hulle gevlieg het na die internasionale ruimtestasie, word die meer weerstandinge ruimtetuig so geposisioneer om die minderweerstandige ruimtetuig te beskerm.http://www.space.com/missionlaunches/050305_shuttle_debris.html

Nasa het bepaal dat ruimterommel verantwoordelik is vir die helfte van die algehele risiko wat hul ruimtependeltuie ervaar.Vir 'n normale lae-wentelbaan-missie na die internasionale ruimtestasie is die risiko ongeveer 1 uit 300, maar STS-115 (die Hubble herstel missie) was oorspronklik bereken as 'n 1 uit 185 risiko (weens die 2009 Satelliet botsing) maar 'n volgende analise met meer data  het die risiko bepaal as 1 uit 221 en dus kon die missie voortgaan.

Skade weens ruimterommel het voortgeduur en sal voortduur met ruimtemissies. Tydens STS-115 in 2006 het 'n stuk elektronika 'n klein gat veroorsaak deur die Atlanis se panelle tot in sy vragafdeling.  Tydens STS-118 in 2007 het 'n stuk ruimterommel 'n klein gat deur een van die Endeavour se panele gemaak.http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20080010742_2008009999.pdf

 Tot die aarde 
Alhoewel die meeste ruimterommel verbrand in die atmosfeer, kan groter stukke die aardoppervlak tref. Volgens NASA het rofweg een stuk ruimterommel per dag terug geval aarde tot die afgelope 50 jaar. Ten spyte van hulle grootte het hulle al geen merkwaardige skade aan menslike eiendom gedoen nie, meestal oor die intensiewe wrywing wat sulke ruimterommel sal ondergaan.http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/faqs.html , FAQ oor ruimterommel, Brown M , 2012

 Huidige planne om van ruimterommel ontslae te raak 
Daar val rofweg een voorwerp per dag uit sy wentelbaan uit vir die afgelope 50 jaar. Hierdie gemiddeld kan so hoog soos 3 per dag gaan tydens die solêremaksimum (wat veroorsaak dat die atmosfeer verhit en uitsit) en so laag soos 1 elke drie dae tydens die solêreminimum , wat gewoonlik sowat vyf en 'n half jaar na die maksimum voorkom.

Verskeie besighede, universiteite en regeringsorganisasies het begin om planne neer te leer en tegnologieë voor te stel wat die probleem van ruimterommel sal aanpak, maar meeste van hierdie planne is steeds slegs teoreties en daar is nog nie 'n amptelik plan in werking nie.

'n Verskeidenheid kenners het voor gestel dat die huidige opstelling van menslike toegang tot die ruimte die grootste bedreiging is om ruimterommel te verwyder. Dit volg nadat daar feitlik geen politieke, wettige, ekonimiese of kulturele druk is om ruimterommel te verwyder nie. Daar word geen kostes aan die ergstes besoedelaars gegee nie en dit is baie moeilik om wettiglik skuld aan enige enkele party vir botsings te gee.

 Beperking van toevoeging tot ruimterommel 
Alhoewel daar tans geen aanvaarde internasionale ooreenkomste is om die groei van ruimterommel te bekamp nie, het die Verenigde Nasies se komitee oor die vreedsame gebruik van die ruimte 'n lys voorstelle uitgegee in 2007.http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/Space%20Debris%20Mitigation%20Guidelines_COPUOS.pdf Sedert 2008 bespreek en ontwikkel die komitee die ekwivalent van internasionale padreëls vir die ruimte om botsings tussen satelliete te verhoed. Teen 2013 was daar meer wetgewing oor die gebruik van die ruimte , wat gewoonlik afgedwing word deur die lande wat lanseeringsvermoë het.http://www.spacesafetymagazine.com/space-debris/mitigation/compliance-rocket-upper-stage-gto-space-debris-mitigation-guidelines/

Die VSA het 'n stel standaardreëls wat gevolg moet word deur militêre (DoD en USAF) en nie-militêre gebruikers om die hoeveelheid ruimterommel in wentelbane te beperk.http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/USG_OD_Standard_Practices.pdfhttp://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/references.html Die Europese lande het ook hul eie maatreëls ingestel. Beide Frankryk en Duitsland het begin om verbande uit te neem om hul eiendom te verseker teen ruimterommel skade.http://www.universetoday.com/101790/experts-urge-removal-of-space-debris-from-orbit/

 Verpligte ontwenteling van satelliete 
Deel van die huidige strategieë om die toename in ruimterommel te beperk is dat enige satelliet wat opgestuur moet word homself binne 'n redelike tyd moet kan ontwentel. 'n Moontlike manier om dit te help uitvoer is om met robotte nuwe brandstof aan satelliete te verskaf.

 Self-verwydering 
Alhoewel geostasionêre satelliete na 'n dooiewentelbaan geskuif moet word na hulle operasionele leeftyd, is die wentelbaan nie ver genoeg om operasionele satelliete van hul ruimterommel te beskerm nie.https://dx.doi.org/10.1023%2FA%3A1021255523174 Satelliete wat daartoe in staat is kan 'n direkte, beheerde ontwenteling uitvoer maar dit verbruik egter baie aandryfmiddel. Indien dit te veel sal verbruik, word die satelliet net laag genoeg dat die atmosfeer se wrywing dit laat ontwentel.  Hierdie was gedoen deur die Franse Spot-1 satelliet, wat sy wenteltyd vanaf 'n geprojekteerde 200 jaar verminder het tot omtrent 15 jaar.

Daar word ook ander tegnieke wat nie dryfmiddel benodig nie voorgestel, soos 'n elektromagnetise ketting wat uitgerol word na die satelliet se operasionele leeftyd, wat 'n krag teen die rigting van beweging sal uitoefen en die satelliet stadiger laat beweeg. Ander voorstelle sluit in seile en opblaasbare aanhegsels (die groter oppervlakarea wat blootgestel word hoe meer wrywing ervaar die satelliet.)http://www.spacedaily.com/reports/Safe_And_Efficient_De_Orbit_Of_Space_Junk_Without_Making_The_Problem_Worse_999.html

 Eksterne verwydering van satelliete 
Daar word tans aandag gegee aan die gebruik van afstandbeheerde ruimtetuie om kontak te maak met ruimterommel, dit vas te vang en die ruimterommel daarna terug te neem na 'n sentrale stasie.Erika Carlson et al, "Final design of a space debris removal system", NASA/CR-189976, 1990.

 Verwysing 

 Eksterne skakels 


Kategorie:Ruimteverkenning