Mitä nousee, sen on tultava alas, eikö niin? Se ei välttämättä pidä paikkaansa avaruudessa, jossa satelliitit parvivat planeetan ympäri, lukittuina nopeuksilla, jotka auttavat voittamaan painovoiman alaspäin suuntautuvan vetovoiman.
Vaikka satelliitit laskeutuvat useammin näinä päivinä - lähinnä suunnitellun vanhenemisesta johtuvan elämän seurauksena -, jotkut ovat lentäneet vuosien ajan, ellei vuosikymmenien ajan, ilman ennalta ohjelmoitua paluuta Maahan. Ja se sotkee kiertoradan tilaa.
Joten mikä pitää heidät kiertoradalla? Satelliitteja - toisin sanoen keinotekoisia satelliitteja, toisin kuin luonnollisia satelliitteja kuten kuu -, kuljetetaan avaruuteen rakettien avulla. Raketin on lennettävä 100-200 kilometriä maan yläpuolella päästäkseen ilmakehän ulkopuolelle. Kerran ennalta määrätyllä kiertoradalla, raketti alkaa suuntautua sivuttain nopeudella jopa 18 000 mailia tunnissa, kertoo Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksen tähtitieteilijä Jonathan McDowell Massachusettsin Cambridgessa.
Raketti sammuu ja pudottaa hyötykuormansa - satelliitin -, joka on nyt samalla kiertoradalla, zoomaten samalla nopeudella. Maa kaareutuu, kun sekä raketti että satelliitti "putoavat" maan ympärille. Satelliitti pysyy tällä kiertoradalla niin kauan kuin se pitää nopeutensa pysyäkseen vastatuuleen tasapainossa.
Näissä korkeuksissa ilmapiiri on vain tarpeeksi ohut satelliitin palamisen estämiseksi - koska se putoaa alhaisemmalle ja kohtaa paksumpaa ilmaa, mikä aiheuttaa suuremman vastatuuleen ja siten suuremman kitkan.
Suurin osa satelliiteista putoaa jopa 2000 km: n etäisyydelle maan yläpuolelle. Tämän alueen erittäin matalassa päässä olevat satelliitit pysyvät tyypillisesti vain muutaman viikon tai muutaman kuukauden ajan. Ne törmäävät kitkaan ja sulavat periaatteessa, McDowell sanoo.
Mutta 600 km: n korkeudessa - missä kansainvälinen avaruusasema kiertää - satelliitit voivat pysyä jopa vuosikymmenien ajan. Ja se voi olla ongelma. He matkustavat niin nopeasti - 5 mailia sekunnissa -, että heidän ”jalanjälkensä” voi olla satoja mailia pitkä. "Kun ajattelet heitä olevan niin suuria, äkillisesti tila ei näytä enää niin tyhjältä", McDowell sanoo.
Ensimmäinen satelliitti avasi entinen Neuvostoliitto loppuvuodesta 1957. Sputnik-1: stä tuli nykyaikaisuuden kuvake ja se antoi Yhdysvalloille mahdollisuuden kiihdyttää edelleen omia avaruustutkintasuunnitelmiaan. Vain kuukausia Sputnikin jälkeen, Amerikka käynnisti Explorer-1: n. Välisinä vuosikymmeninä tuhansia satelliitteja on kuljetettu avaruuteen.
McDowell pitää tiukasti välilehtiä toiminnasta. Hänen mielestään kiertoradalla on noin 12 000 kappaletta avaruusjätettä ja useita tuhansia satelliitteja, ja hiukan yli tuhat on edelleen aktiivisia. Aktiivinen laskenta on kuitenkin epävarma, koska näiden satelliittien omistajien radiosiirtoja ei valvota laajasti - paitsi kenties kansallisen turvallisuusviraston toimesta - ja joskus omistajat, etenkin armeijan omistajat, eivät kerro minulle, milloin heidän satelliittinsa on kytketty pois päältä, McDowell sanoo.
Noin kolmasosa satelliiteista on eri armeijan omistuksessa, josta kolmasosa tai puolet käytetään valvontaan, hän sanoo. Toinen kolmasosa on siviiliomistuksessa ja viimeinen kolmasosa on kaupallisia. Venäjä, Yhdysvallat, Kiina ja Eurooppa ovat avainliiketoiminnan päätoimijoita, mutta monilla muilla mailla on valmiuksia tai kehitetään niitä. Ja kymmeniä maita on rakentanut omat satelliittinsa - muiden kansakuntien tai kaupallisten avaruusyritysten käynnistämien.
Ja suuntaus on lähettää laitteita, joilla on pitkä käyttöikä - keskimäärin 10 - 20 vuotta. Lisäksi eläkkeellä olevat tai kuolleet satelliitit pysyvät enimmäkseen kiertoradalla, aurinkopaneelien avulla.
Lisäys sekoitukseen: kasvava “henkilökohtainen” satelliittiliiketoiminta. Näitä mikro-satelliitteja ovat suurelta osin kehittäneet ja käyttäneet yliopistot, mutta ainakin yksi yritys myy suoraan yleisölle ja on olemassa myös itsepuhelinten sivustoja.
Satelliittitekniikan leviämistä ohjaavat osittain samat tekijät, jotka ovat johtaneet muun aiemmin kehittyneen tekniikan, kuten geenisekvensoinnin, leviämiseen - lisää tietoa, nopeampaa tietojenkäsittelyä ja halvempia koneita. Mutta myös "käytettävissä on enemmän lippuja ajelua varten" - lisää markkinointimahdollisuuksia, sanoo McDowell.
Kaikki tämä tarjoaa yhä täynnä kiertoradan tilaa.
Siellä on paljon melkein kaipauksia - insinöörien suorittaessa lennonjohtamisen roolia maapallolta ohjaamalla satelliitteja vahingoittumisen tieltä tarpeen mukaan. Satelliittien omistajia - NASA, muun avaruusjärjestöjen joukossa - on pyytänyt ryhtymään toimiin vähentääkseen todennäköisyyttä, että tämän päivän palkittu lentokone ei tule huomisen kelluvaan roskaan. Se tehdään työntämällä matalat kiertäjät uupumisvyöhykkeelle tai kaatamalla tarkoituksella suuret satelliitit Etelä-Tyynenmeren alueelle, McDowell sanoo.
Sillä välin maapallo saattaa olla saavuttamassa kykynsä kiertää esineitä.
Aivan kuten ihmiset ovat tietoisempia maanpäällisen ympäristön hoitamisen tarpeesta, "meidän on oltava vakavasti läheisen ulkoavaruuden ekologiassa", McDowell sanoo.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kysy Smithsonianilta: Mikä on kaikkien aikojen syvin reikä?
- Uusi satelliittiverkko, joka käynnistetään tänä vuonna, pyrkii parantamaan sääennusteita
- Yhdysvaltojen vakoojasatelliittien kammottavat, Kitschy- ja Geeky-korjaukset
- Pitäisikö meidän käyttää satelliitteja pitääkseen silmällä Amazonin heimojen etäheimoja?
On vuoro kysyä Smithsonianilta
