André Kuipers schuilt voor ruimteafval

Ruimteafval is een steeds groter probleem voor de ruimtevaart: er zweeft maar liefst 5,5 ton puin rond de aarde. André Kuipers moest vorige week nog schuilen voor ruimteafval dat het ISS dreigde te raken. De troep in de ruimte is nu zo groot dat nog werkende satellieten en het ruimtestation ISS daar ernstige overlast van ondervinden. Maar er misschien een oplossing in de vorm van de ‘CleanSpace One’, een kleine satelliet met een grote grijparm die de ruimte moet gaan ontdoen van afval.

André Kuipers schreef vorige week nog op zijn blog: “Vrijdag kregen we te horen dat er een stuk ruimtepuin van een oude Russische satelliet dicht in de buurt van het ISS zou komen. De satelliet zou op zo’n tien kilometer afstand voorbij komen en de baan was slecht te voorspellen. Dat betekent code rood! We moesten naar een veilige haven om af te wachten of het stuk ruimtepuin ons zou raken…”

Het begin van ruimteafval

Sinds de eerste kunstmaan Spoetnik I in 1957 door de Russen werd gelanceerd, is de ruimte met iedere ruimtemissie een stukje rommeliger geworden. Dan moet je denken aan oude satellieten en stukken ruimteschip maar ook aan schilfertjes verf en zelfs handschoenen van astronauten. Alles dat wij ooit kwijtraakten en achterlieten in de ruimte blijft eindeloos rondjes om de aarde draaien.

Brokstukken in een lage baan worden steeds iets meer afgeremd door wrijvingskracht, waardoor ze uiteindelijk steeds dichter naar de aarde toe bewegen en verbranden in de dampkring. Maar in hogere banen zoeven brokstukken door het vacuüm van de ruimte, waar geen wrijvingskracht is. NASA schat dat objecten die nu op een hoogte van 1000 kilometer cirkelen nog zo’n 100 jaar in een baan rond de aarde zullen blijven. Pas dan zijn ze zo ver terug naar de aarde gezakt dat ze verbranden in de dampkring.

Van de 6000 satellieten die in een baan rond de aarde zijn gebracht, werken er nog maar zo’n 800. Soms exploderen die inactieve satellieten zomaar of botsen brokstukken op elkaar, waardoor er steeds meer en steeds kleinere stukken ruimteafval bijkomen. NASA houdt samen met het Amerikaanse Ministerie van Defensie nu meer dan een half miljoen stukken ruimteafval in de gaten, die met enorme snelheden van bijna 30.000 kilometer per uur allemaal in een net iets andere baan rond de aarde zoeven.

Waarom is ruimteafval gevaarlijk?

Op het moment dat een stuk ruimteafval botst op een satelliet of ruimteschip kan dat enorme schade veroorzaken. Zodra het brokstuk meer dan een paar centimeter groot is kunnen de gevolgen catastrofaal zijn, vooral bij bemande ruimteschepen zoals het ISS. Maar zelfs de kleinste stukjes verf richten al schade toe, omdat ze door hun hoge snelheid een soort zandstraaleffect hebben. En dat zorgt voor erosie van metaal en putten in spaceshuttleramen, die daardoor vervangen moesten worden.

Wanneer een stuk afval met een diameter van 10 centimeter of groter binnen een straal van 50 kilometer langs het ISS komt, moet er actie ondernomen worden. Het ISS moet dan 30 uur voor de mogelijke impact haar motoren aanzetten en een uitwijkmanoeuvre maken. Wordt het brokstuk niet op tijd gezien, zoals vorige week het geval was, dan zit er nog maar één ding op: voorbereiden op evacuatie. Aan het ISS zitten twee Soyuz ruimteschepen vastgekoppeld. Die worden normaal gesproken gebruikt voor de terugreis naar de aarde, maar kunnen ook eerder losgekoppeld worden en terug naar de aarde keren, mocht de schade aan het ISS zo groot zijn dat de druk in het ruimteschip wegvalt.

De astronauten op het ISS, inclusief Kuipers, kregen daarom afgelopen week het commando zich klaar te maken voor een evacuatie. In de Soyuz ruimteschepen zetten zij zich schrap, in afwachting van een eventuele inslag. Die inslag bleef uit, het brokstuk zoefde op een afstand van zo’n 15 kilometer langs. Dat lijkt een enorme afstand, maar is in astronomische termen hetzelfde als op een haar na geraakt worden.

Wat kunnen we doen tegen ruimteafval?

Het is de derde keer in twaalf jaar dat de astronauten in het ISS moeten schuilen voor ruimteafval. Afgelopen juni nog kwam een brokstuk op een luttele 350 meter langs vliegen. Komen we ooit van ruimteafval af? Er zijn drie opties: betere detectie, geen afval meer maken en oud afval opruimen. Amerika werkt op dit moment aan een beter detectiesysteem, dat in 2017 operationeel moet zijn en NASA hopelijk eerder van tevoren kan waarschuwen voor eventueel gevaar.

Zwitsers aan het EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) zijn begonnen met de ontwikkeling van zogenaamde de-orberting satellieten, oftewel opruimsatellieten. De ‘CleanSpace One’ past na lanceren haar snelheid en baan aan op die van het brokstuk. Vervolgens klapt de minisatelliet van 30x10x10 cm haar enorme grijparm uit en plukt het brokstuk uit de ruimte. De eerste de-orbeting satelliet gaat na het opruimen van één enkel brokstuk op zelfmoordmissie door de dampkring in te vliegen. Latere versies van de satelliet zullen in staat zijn meerdere brokstukken op te ruimen. De lancering van CleanSpace One staat nu gepland op 2015-2016, met kosten van ruim 8 miljoen euro.

Advertisements