wszechświat
Autor: Paulina Wojciechowska i Krzysztof Bolejko | dodano: 2012-07-05
Kosmiczne śmieci

Najlepszy moment na obserwację satelitów następuje mniej więcej godzinę po zachodzie słońca i na godzinę przed wschodem. Obiektami najbardziej poszukiwanymi przez obserwatorów amatorów są Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i trójantenowe satelity Iridium (na ilustracji). Widać je bez problemu nawet w dużym mieście. O tym, kiedy te i inne satelity pojawią się nad naszymi głowami, można dowiedzieć się ze strony www.heavens-above.com w dziale „Satellites".

 

Znany południowoafrykański kosmolog George Ellis podobno powiedział kiedyś, że jeżeli w kosmosie istnieją inne cywilizacje, to prawdopodobnie rejon, który zajmuje Ziemia, oznaczają na swoich mapach wielkim czerwonym krzyżykiem z dopiskiem no go zone, czyli „omijać z daleka".

Pomimo że stwierdzenie to odnosiło się oryginalnie do nieprzyjemnej natury człowieka, znajdującej odbicie w wojnach, wyzysku i przemocy, które wciąż dotykają większość ludzkości, może także stanowić komentarz do tego, jak być może w przyszłości będziemy prezentować się z kosmosu: niebieska planeta otoczona przez orbitujące, nieużywane już statki kosmiczne - czyli przez tzw. kosmiczne śmieci.

Historia wyrzucania w przestrzeń kosmiczną albo w jej okolice przeróżnych wytworów rąk ludzkich ma grubo ponad pół wieku - już podczas drugiej wojny światowej niemieckie rakiety balistyczne A4/V2 osiągały wysokość 80 km, a późniejsze rakiety amerykańskie potrafiły wznosić się jeszcze wyżej, przekraczając tym samym linię Kármána, czyli znajdującą się na wysokości ok. 100 km nad powierzchnią Ziemi umowną granicę kosmosu. Jednak pierwszym obiektem, pozostającym w przestrzeni dłużej niż tylko parę minut, stał się wystrzelony 4 października 1957 roku sowiecki sputnik. Udało mu się orbitować przez całe trzy miesiące, zanim spadł i spalił się w atmosferze.

Potem wystrzelono w przestrzeń kosmiczną kolejne sputniki i całe mnóstwo innych statków kosmicznych w ramach amerykańskich i sowieckich programów, jak np. Mercury, Gemini czy Apollo. Od 1957 roku program Space Surveillance Network skatalogował ponad 20 tys. stworzonych przez człowieka obiektów, które wkroczyły w przestrzeń kosmiczną. O tym, jak wiele jest ich obecnie na orbicie, można się przekonać, obserwując w pogodną noc niebo (wolno przemieszczające się obiekty to właśnie satelity; jeśli obserwowany obiekt przemieszcza się szybko i zaraz znika, to najprawdopodobniej jest meteor, jeśli natomiast miga, jest to najpewniej samolot).

Co więcej, wydaje się, że wkraczamy obecnie w następny etap podboju kosmosu, a dokładnie w epokę komercjalizacji lotów kosmicznych. 8 grudnia 2010 roku z kosmodromu na Florydzie został wystrzelony SpaceX Dragon, pierwszy będący własnością prywatnej firmy statek kosmiczny, któremu udało się wznieść na orbitę Ziemi i potem w całości wylądować na powierzchni Ziemi, a konkretnie na powierzchni Oceanu Spokojnego. Z kolei firma Richarda Bransona, Virgin Galactic, deklaruje, że być może już od przyszłego roku rozpocznie regularne komercyjne loty kosmiczne, które będą osiągać wysokość ok. 110 km. Cena „wycieczki" to ok. 200 tys. dolarów, co jest kwotą całkiem przystępną w porównaniu z 20 mln, które płacili za kilka dni w kosmosie klienci rosyjskiego Mira. Mówi się też o planach wprowadzenia szybkich przelotów pomiędzy kontynentami - dzięki wyrzuceniu samolotu na orbitę, wyczerpująca dwudziestoparogodzinna podróż Londyn-Sydney trwałaby ok. dwóch godzin.

Jeden satelita dziennie
Wszystko to, pobudzając wyobraźnię drzemiącego w każdym z nas odkrywcy, brzmi dla ludzkiego ucha bardzo przyjemnie, ale zastanówmy się przez chwilę, co dzieje się z tymi wystrzelonymi w kosmos satelitami, które wyszły już z użytku, lub też z tymi częściami statków kosmicznych, które podczas lotu w kosmosie są „gubione", jak to się dzieje z pustymi zbiornikami po paliwie.

Jak wiadomo, aby utrzymać się na orbicie, satelita musi cały czas pozostawać w ruchu. Gdyby go nagle zupełnie zatrzymać, spadłby prosto na Ziemię. Im mniejsza zatem prędkość orbitalna satelity, tym szybciej on spada, obniżając się kolejno na niższe i niższe orbity. Satelity krążą  bowiem na różnych orbitach, ale zawsze na wysokościach, gdzie występuje jeszcze szczątkowa atmosfera ziemska; przykładowo amerykańskie wahadłowce latają na wysokości 150-450 km nad Ziemią, satelity wojskowe na wysokości 500-1000 km, a satelity komunikacyjne są wynoszone na wysokość 36 tys. km. Owa szczątkowa atmosfera ziemska wchodzi zatem z satelitami w kontakt, powodując tarcie, a tym samym i hamowanie, na skutek którego satelity zaczynają tracić swoją wysokość. To tracenie wysokości nieuchronnie musiałoby doprowadzać do przedwczesnego upadku takiego satelity na Ziemię i żeby temu zapobiec, raz na jakiś czas uruchamia się ich silniki, aby wznieść je z powrotem na pożądaną orbitę.

Oczywiście, gdy satelita przestaje funkcjonować, nie koryguje się już jego trajektorii i powoli spada on, aż wreszcie, wkroczywszy w gęstsze warstwy atmosfery, ulega spaleniu - obecnie taki los spotyka średnio jednego satelitę dziennie. Jednak Arrun Saunders i Hugh Lewis z University of Southampton w Wielkiej Brytanii, przestudiowawszy orbity ponad 30 satelitów na przestrzeni ok. 40 lat, zauważyli, że czas, jaki zajmuje satelitom spadek z orbity, coraz bardziej się wydłuża. Tłumaczy się to oziębianiem się i rozrzedzaniem górnych warstw atmosfery na skutek wzrastających poziomów dwutlenku węgla. (...)

Ryzyko trafienia - 10%
Rozważając kwestię spadających statków kosmicznych, nie sposób nie wspomnieć, że czasem satelita w atmosferze nie spali się całkowicie - wtedy niektóre jego fragmenty docierają do powierzchni Ziemi. Jeden z bardziej znanych takich przypadków miał miejsce w 1962 roku, kiedy to kawałek metalu o masie 9,5 kg, zidentyfikowany potem jako część wystrzelonego dwa lata wcześniej sowieckiego Sputnika IV, spadł na skrzyżowanie ulic w Manitowoc w Wisconsin, USA. Z kolei w 1997 roku lekki fragment o wymiarach 10 na 13 cm uderzył w kobietę w Turley, w Oklahomie, na szczęście nie powodując żadnych obrażeń. Później został on zidentyfikowany jako fragment drugiego członu wystrzelonej niemal rok wcześniej rakiety Delta II.

Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 03/2011 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
08/2019
07/2019
Kalendarium
Sierpień
18
W 1868 r. francuski astronom Pierre Janssen, badając widmo korony słonecznej w trakcie zaćmienia, odkrył hel.
Warto przeczytać
Czy wiesz, że istnieje substancja, która zapala dosłownie wszystko, z czym się zetknie? Trifluorek chloru podpali beton, azbest, kevlar, a nawet wodę! Gdy próbowano wykorzystywać go jako paliwo rakietowe - podpalał rakiety, a wlewany do miotaczy płomieni, unicestwiał wszystko dokoła, włącznie z miotaczami.

WSPÓŁPRACUJEMY
Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Paulina Wojciechowska i Krzysztof Bolejko | dodano: 2012-07-05
Kosmiczne śmieci

Najlepszy moment na obserwację satelitów następuje mniej więcej godzinę po zachodzie słońca i na godzinę przed wschodem. Obiektami najbardziej poszukiwanymi przez obserwatorów amatorów są Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i trójantenowe satelity Iridium (na ilustracji). Widać je bez problemu nawet w dużym mieście. O tym, kiedy te i inne satelity pojawią się nad naszymi głowami, można dowiedzieć się ze strony www.heavens-above.com w dziale „Satellites".

 

Znany południowoafrykański kosmolog George Ellis podobno powiedział kiedyś, że jeżeli w kosmosie istnieją inne cywilizacje, to prawdopodobnie rejon, który zajmuje Ziemia, oznaczają na swoich mapach wielkim czerwonym krzyżykiem z dopiskiem no go zone, czyli „omijać z daleka".

Pomimo że stwierdzenie to odnosiło się oryginalnie do nieprzyjemnej natury człowieka, znajdującej odbicie w wojnach, wyzysku i przemocy, które wciąż dotykają większość ludzkości, może także stanowić komentarz do tego, jak być może w przyszłości będziemy prezentować się z kosmosu: niebieska planeta otoczona przez orbitujące, nieużywane już statki kosmiczne - czyli przez tzw. kosmiczne śmieci.

Historia wyrzucania w przestrzeń kosmiczną albo w jej okolice przeróżnych wytworów rąk ludzkich ma grubo ponad pół wieku - już podczas drugiej wojny światowej niemieckie rakiety balistyczne A4/V2 osiągały wysokość 80 km, a późniejsze rakiety amerykańskie potrafiły wznosić się jeszcze wyżej, przekraczając tym samym linię Kármána, czyli znajdującą się na wysokości ok. 100 km nad powierzchnią Ziemi umowną granicę kosmosu. Jednak pierwszym obiektem, pozostającym w przestrzeni dłużej niż tylko parę minut, stał się wystrzelony 4 października 1957 roku sowiecki sputnik. Udało mu się orbitować przez całe trzy miesiące, zanim spadł i spalił się w atmosferze.

Potem wystrzelono w przestrzeń kosmiczną kolejne sputniki i całe mnóstwo innych statków kosmicznych w ramach amerykańskich i sowieckich programów, jak np. Mercury, Gemini czy Apollo. Od 1957 roku program Space Surveillance Network skatalogował ponad 20 tys. stworzonych przez człowieka obiektów, które wkroczyły w przestrzeń kosmiczną. O tym, jak wiele jest ich obecnie na orbicie, można się przekonać, obserwując w pogodną noc niebo (wolno przemieszczające się obiekty to właśnie satelity; jeśli obserwowany obiekt przemieszcza się szybko i zaraz znika, to najprawdopodobniej jest meteor, jeśli natomiast miga, jest to najpewniej samolot).

Co więcej, wydaje się, że wkraczamy obecnie w następny etap podboju kosmosu, a dokładnie w epokę komercjalizacji lotów kosmicznych. 8 grudnia 2010 roku z kosmodromu na Florydzie został wystrzelony SpaceX Dragon, pierwszy będący własnością prywatnej firmy statek kosmiczny, któremu udało się wznieść na orbitę Ziemi i potem w całości wylądować na powierzchni Ziemi, a konkretnie na powierzchni Oceanu Spokojnego. Z kolei firma Richarda Bransona, Virgin Galactic, deklaruje, że być może już od przyszłego roku rozpocznie regularne komercyjne loty kosmiczne, które będą osiągać wysokość ok. 110 km. Cena „wycieczki" to ok. 200 tys. dolarów, co jest kwotą całkiem przystępną w porównaniu z 20 mln, które płacili za kilka dni w kosmosie klienci rosyjskiego Mira. Mówi się też o planach wprowadzenia szybkich przelotów pomiędzy kontynentami - dzięki wyrzuceniu samolotu na orbitę, wyczerpująca dwudziestoparogodzinna podróż Londyn-Sydney trwałaby ok. dwóch godzin.

Jeden satelita dziennie
Wszystko to, pobudzając wyobraźnię drzemiącego w każdym z nas odkrywcy, brzmi dla ludzkiego ucha bardzo przyjemnie, ale zastanówmy się przez chwilę, co dzieje się z tymi wystrzelonymi w kosmos satelitami, które wyszły już z użytku, lub też z tymi częściami statków kosmicznych, które podczas lotu w kosmosie są „gubione", jak to się dzieje z pustymi zbiornikami po paliwie.

Jak wiadomo, aby utrzymać się na orbicie, satelita musi cały czas pozostawać w ruchu. Gdyby go nagle zupełnie zatrzymać, spadłby prosto na Ziemię. Im mniejsza zatem prędkość orbitalna satelity, tym szybciej on spada, obniżając się kolejno na niższe i niższe orbity. Satelity krążą  bowiem na różnych orbitach, ale zawsze na wysokościach, gdzie występuje jeszcze szczątkowa atmosfera ziemska; przykładowo amerykańskie wahadłowce latają na wysokości 150-450 km nad Ziemią, satelity wojskowe na wysokości 500-1000 km, a satelity komunikacyjne są wynoszone na wysokość 36 tys. km. Owa szczątkowa atmosfera ziemska wchodzi zatem z satelitami w kontakt, powodując tarcie, a tym samym i hamowanie, na skutek którego satelity zaczynają tracić swoją wysokość. To tracenie wysokości nieuchronnie musiałoby doprowadzać do przedwczesnego upadku takiego satelity na Ziemię i żeby temu zapobiec, raz na jakiś czas uruchamia się ich silniki, aby wznieść je z powrotem na pożądaną orbitę.

Oczywiście, gdy satelita przestaje funkcjonować, nie koryguje się już jego trajektorii i powoli spada on, aż wreszcie, wkroczywszy w gęstsze warstwy atmosfery, ulega spaleniu - obecnie taki los spotyka średnio jednego satelitę dziennie. Jednak Arrun Saunders i Hugh Lewis z University of Southampton w Wielkiej Brytanii, przestudiowawszy orbity ponad 30 satelitów na przestrzeni ok. 40 lat, zauważyli, że czas, jaki zajmuje satelitom spadek z orbity, coraz bardziej się wydłuża. Tłumaczy się to oziębianiem się i rozrzedzaniem górnych warstw atmosfery na skutek wzrastających poziomów dwutlenku węgla. (...)

Ryzyko trafienia - 10%
Rozważając kwestię spadających statków kosmicznych, nie sposób nie wspomnieć, że czasem satelita w atmosferze nie spali się całkowicie - wtedy niektóre jego fragmenty docierają do powierzchni Ziemi. Jeden z bardziej znanych takich przypadków miał miejsce w 1962 roku, kiedy to kawałek metalu o masie 9,5 kg, zidentyfikowany potem jako część wystrzelonego dwa lata wcześniej sowieckiego Sputnika IV, spadł na skrzyżowanie ulic w Manitowoc w Wisconsin, USA. Z kolei w 1997 roku lekki fragment o wymiarach 10 na 13 cm uderzył w kobietę w Turley, w Oklahomie, na szczęście nie powodując żadnych obrażeń. Później został on zidentyfikowany jako fragment drugiego członu wystrzelonej niemal rok wcześniej rakiety Delta II.