What goes up must come down, right? Dat is niet noodzakelijkerwijs waar in de ruimte, waar satellieten rond de planeet zwermen, opgesloten door snelheden die helpen de neerwaartse aantrekkingskracht van de zwaartekracht te verslaan.
Hoewel satellieten tegenwoordig vaker naar beneden komen – meestal het resultaat van een leven van geplande veroudering – hebben sommige jaren, zo niet decennia, rondgezweefd zonder een voorgeprogrammeerde datum om terug te keren naar de aarde. En dat maakt de ruimte in een baan om de aarde onoverzichtelijk. Wat houdt ze dan in een baan om de aarde? Satellieten – dat wil zeggen kunstmatige satellieten, in tegenstelling tot natuurlijke satellieten zoals de maan – worden door raketten in de ruimte gebracht. De raket moet 100 tot 200 kilometer boven de aarde vliegen om buiten de dampkring te komen. Eenmaal op een vooraf bepaalde hoogte van de baan, begint de raket zijwaarts te koersen met snelheden tot 18.000 mijl per uur, zegt Jonathan McDowell, een astronoom aan het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts.
De raket schakelt uit en laat zijn nuttige lading – de satelliet – vallen, die zich nu in dezelfde baan bevindt en met dezelfde snelheden voortbeweegt. De aarde buigt af terwijl zowel de raket als de satelliet rond de aarde “vallen”. De satelliet blijft in die baan zolang hij zijn snelheid behoudt om in evenwicht te blijven met de tegenwind.
Op die hoogten is de atmosfeer net dun genoeg om te voorkomen dat de satelliet opbrandt – wat wel het geval is als hij lager komt en dikkere lucht tegenkomt, die grotere tegenwind en dus grotere wrijving veroorzaakt.
De meeste satellieten worden gedropt in een bereik tot 2.000 km boven de aarde. De satellieten in het onderste deel van dat bereik blijven meestal maar een paar weken tot een paar maanden in de lucht. Ze lopen tegen de wrijving aan en zullen in principe smelten, zegt McDowell.
Maar op hoogtes van 600 km – waar het Internationale Ruimtestation in een baan om de aarde draait – kunnen satellieten tientallen jaren in de lucht blijven. En dat is potentieel een probleem. Ze reizen zo snel – 5 mijl per seconde – dat hun “voetafdruk” honderden kilometers lang kan zijn. “Wanneer je denkt dat ze zo groot zijn, lijkt de ruimte plotseling niet meer zo leeg,” zegt McDowell. De eerste satelliet werd eind 1957 door de voormalige U.S.S.R. gelanceerd. De Spoetnik-1 werd een icoon van moderniteit en stimuleerde de VS om hun eigen ruimte-exploratieplannen verder te versnellen. Slechts enkele maanden na de Spoetnik lanceerde Amerika Explorer-1. In de tussenliggende decennia zijn duizenden satellieten de ruimte in gebracht. McDowell houdt de actie nauwlettend in de gaten. Naar zijn schatting zijn er zo’n 12.000 stukken ruimtepuin en enkele duizenden satellieten in een baan om de aarde, waarvan er iets meer dan duizend nog steeds actief zijn. Het aantal actieve satellieten “is echter onzeker, omdat het monitoren van radio-uitzendingen van deze satellieten naar hun eigenaars niet op grote schaal gebeurt – behalve misschien door de National Security Agency – en soms vertellen de eigenaars, vooral de militaire, mij niet wanneer hun satellieten zijn uitgeschakeld,” zegt McDowell.
Bijna een derde van de satellieten is eigendom van verschillende militairen, waarvan een derde tot de helft wordt gebruikt voor bewaking, zegt hij. Nog eens een derde is in civiele handen, en het laatste derde is commercieel. Rusland, de VS, China en Europa zijn de belangrijkste spelers in de lanceerwereld, maar veel andere landen beschikken over capaciteiten of zijn bezig die te ontwikkelen. En tientallen landen hebben hun eigen satellieten gebouwd die door andere landen of commerciële ruimtevaartbedrijven worden gelanceerd.
En de trend is om toestellen met een lange levensduur op te sturen – gemiddeld 10 tot 20 jaar. Daar komt nog bij dat gepensioneerde of dode satellieten meestal in een baan om de aarde blijven, aangedreven door zonnepanelen.
Toegevoegd aan de mix: de ontluikende “persoonlijke” satelliethandel. Deze microsatellieten zijn grotendeels ontwikkeld en gebruikt door universiteiten, maar ten minste één bedrijf verkoopt rechtstreeks aan het publiek en er zijn ook D.I.Y.-sites.
De verspreiding van satelliettechnologie wordt gedeeltelijk gedreven door dezelfde factoren die hebben geleid tot de verspreiding van andere voorheen geavanceerde technologieën, zoals gensequencing-meer kennis, snellere computers en minder dure machines. Maar ook “zijn er meer tickets beschikbaar”-meer lanceermogelijkheden, zegt McDowell.
Dit alles zorgt voor een steeds voller wordend omloopgebied.
Er zijn veel bijna-ongelukken – waarbij ingenieurs vanaf de aarde de rol van luchtverkeersleider spelen en de satellieten zo nodig uit de gevarenzone manoeuvreren. Eigenaars van satellieten zijn door NASA en andere ruimtevaartorganisaties gevraagd stappen te ondernemen om de kans te verkleinen dat de kostbare vliegmachine van vandaag niet de zwevende emmer troep van morgen wordt. Dat wordt gedaan door lage omloopbanen in de burnout-zone te duwen of door grote satellieten opzettelijk in de Stille Zuidzee te laten crashen, zegt McDowell.
In de tussentijd bereikt de aarde misschien haar capaciteit voor objecten in een baan om de aarde.
Net zoals de mens zich meer bewust is geworden van de noodzaak van rentmeesterschap van het aardse milieu, “zullen we serieus moeten zijn over de ecologie van de nabije ruimte,” zegt McDowell.
Het is uw beurt om het Smithsonian te vragen