Mikä nousee ylös, sen täytyy myös laskeutua, eikö niin? Tämä ei välttämättä pidä paikkaansa avaruudessa, jossa satelliitit parveilevat planeetan ympärillä lukittuneina nopeuksiin, jotka auttavat voittamaan painovoiman alaspäin suuntautuvan vetovoiman.
Vaikka satelliitit laskeutuvatkin nykyään useammin alas – enimmäkseen suunnitellun vanhentumisen tuloksena – jotkin satelliitit ovat leijuneet ympäriinsä vuosikausia, ellei jopa vuosikymmeniä, ilman ennalta ohjelmoitua laskeutumispäivämäärää takaisin Maahan. Ja ne sotkevat kiertorataa.
Miten ne sitten pysyvät kiertoradalla? Satelliitit – siis keinotekoiset satelliitit, toisin kuin kuun kaltaiset luonnolliset satelliitit – kuljetetaan avaruuteen rakettien avulla. Raketin on lennettävä 100-200 kilometrin korkeuteen Maan yläpuolelle päästäkseen ilmakehän ulkopuolelle. Kun raketti on saavuttanut ennalta määrätyn kiertoradan korkeuden, se lähtee liikkeelle sivusuunnassa jopa 18 000 kilometrin tuntinopeudella, kertoo Jonathan McDowell, tähtitieteilijä Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics -keskuksessa Cambridgessa Massachusettsissa.
Raketti sammuu ja pudottaa hyötykuormansa – satelliitin – joka on nyt samalla kiertoradalla, jossa se kiitävän samoilla nopeuksilla. Maa kaartuu poispäin samalla kun sekä raketti että satelliitti ”putoavat” maapallon ympäri. Satelliitti pysyy tällä kiertoradalla niin kauan kuin se pitää nopeutensa tasapainossa vastatuulten kanssa.
Näillä korkeuksilla ilmakehä on juuri ja juuri tarpeeksi ohut estääkseen satelliitin palamisen – kuten se tekisi, jos se putoaisi matalammalle ja joutuisi paksumpaan ilmaan, joka aiheuttaisi suuremman vastatuulen ja siten suuremman kitkan.
Useimmat satelliitit pudotetaan jopa 2 000 kilometrin korkeudella maanpinnasta. Satelliitit tuon alueen hyvin matalassa päässä pysyvät ylhäällä tyypillisesti vain muutamasta viikosta muutamaan kuukauteen. Ne törmäävät kitkaan ja käytännössä sulavat, McDowell sanoo.
Mutta 600 kilometrin korkeudessa, jossa kansainvälinen avaruusasema kiertää, satelliitit voivat pysyä pystyssä vuosikymmeniä. Ja se voi olla ongelma. Ne liikkuvat niin nopeasti – 5 mailia sekunnissa – että niiden ”jalanjälki” voi olla satoja kilometrejä pitkä. ”Kun ajatellaan, että ne ovat niin suuria, avaruus ei yhtäkkiä enää näytäkään niin tyhjältä”, McDowell sanoo.
Ensimmäisen satelliitin laukaisi entinen Neuvostoliitto vuoden 1957 lopulla. Sputnik-1:stä tuli nykyaikaisuuden ikoni ja se kannusti Yhdysvaltoja kiihdyttämään entisestään omia avaruustutkimussuunnitelmiaan. Vain kuukausia Sputnikin jälkeen Yhdysvallat laukaisi Explorer-1:n. Sitä seuranneina vuosikymmeninä avaruuteen on lennätetty tuhansia satelliitteja.
McDowell seuraa toimintaa tiiviisti. Hänen laskelmiensa mukaan kiertoradalla on noin 12 000 avaruusromun kappaletta ja useita tuhansia satelliitteja, joista hieman yli tuhat on vielä toiminnassa. Aktiivinen määrä ”on kuitenkin epävarma, koska näiden satelliittien radiolähetyksiä omistajilleen ei seurata laajalti – paitsi ehkä Kansallinen turvallisuusvirasto – ja joskus omistajat, erityisesti sotilaalliset, eivät kerro minulle, milloin heidän satelliittinsa on kytketty pois päältä”, McDowell sanoo.
Satelliiteista noin kolmannes on eri puolustusvoimien omistuksessa, ja niistä kolmasosaa tai puolta käytetään tarkkailuun, hän sanoo. Toinen kolmannes on siviiliomistuksessa, ja viimeinen kolmannes on kaupallisia. Venäjä, Yhdysvallat, Kiina ja Eurooppa ovat tärkeimmät toimijat laukaisubisneksessä, mutta monilla muillakin mailla on valmiuksia tai ne ovat kehittämässä niitä. Kymmenet maat ovat rakentaneet omia satelliittejaan, joita muut valtiot tai kaupalliset avaruusyhtiöt ovat laukaisseet.
Trendinä on lähettää satelliitteja, joiden käyttöikä on pitkä, keskimäärin 10-20 vuotta. Tämän lisäksi eläkkeelle jääneet tai kuolleet satelliitit pysyvät useimmiten kiertoradalla aurinkopaneelien voimanlähteenä.
Lisäksi: kasvava ”henkilökohtainen” satelliittiliiketoiminta. Nämä mikrosatelliitit ovat suurelta osin yliopistojen kehittämiä ja käyttämiä, mutta ainakin yksi yritys myy niitä suoraan yleisölle, ja on olemassa myös D.I.Y.-sivustoja.
Satelliittiteknologian leviämisen taustalla ovat osittain samat tekijät, jotka ovat johtaneet muidenkin aiemmin kehittyneiden tekniikoiden, kuten geenisekvensoinnin, leviämiseen – enemmän tietoa, nopeampi tietojenkäsittely ja halvemmat koneet. McDowell sanoo, että ”tarjolla on myös enemmän matkalippuja” – enemmän laukaisumahdollisuuksia.
Kaiken tämän vuoksi kiertoratapaikka on yhä ahtaampi.
Läheltä piti -tilanteita on paljon, ja insinöörit toimivat lennonjohdon roolissa Maasta käsin ja manöövereeraavat satelliitteja tarpeen mukaan pois vaaran tieltä. NASA ja muut avaruusjärjestöt ovat pyytäneet satelliittien omistajia ryhtymään toimiin, joilla vähennetään todennäköisyyttä, ettei tämän päivän arvokkaasta lentävästä laitteesta tule huomenna leijuvaa romua. Tämä tehdään työntämällä matalalla kiertoradalla olevia satelliitteja palamisvyöhykkeelle tai törmäämällä tarkoituksella suuriin satelliitteihin eteläisellä Tyynellämerellä, McDowell sanoo.
Sillä välin Maapallo saattaa olla saavuttamassa kapasiteettinsa kiertoradalla oleville kohteille.
Aivan kuten ihmiset ovat tulleet tietoisemmiksi tarpeesta huolehtia maanpäällisestä ympäristöstä, ”meidän on suhtauduttava vakavasti lähiavaruuden ekologiaan”, McDowell sanoo.
Sinun vuorosi kysyä Smithsonianilta