Wat is een satelliet?

World Space Week 2020 viert de impact van satellieten op de mensheid van 4 oktober tot 10 oktober. Ontdek hier hoe je dit kunt vieren en kijk hier uit de geschiedenis van satellieten hieronder!

Een satelliet is een object in de ruimte dat in een baan rond een groter object draait of cirkelt. Er zijn twee soorten satellieten: natuurlijk (zoals de maan in een baan om de aarde) of kunstmatig (zoals het internationale ruimtestation in een baan om de aarde).

Er zijn tientallen en tientallen natuurlijke satellieten in het zonnestelsel , met bijna elke planeet met minstens één maan. Saturnus heeft bijvoorbeeld ten minste 53 natuurlijke satellieten, en tussen 2004 en 2017 had het ook een kunstmatige – het Cassini-ruimtevaartuig, dat de geringde planeet en zijn manen verkende.

Maar kunstmatige satellieten, werd pas in het midden van de 20e eeuw werkelijkheid. De eerste kunstmatige satelliet was Spoetnik, een Russische ruimtesonde ter grootte van een strandbal die op 4 oktober 1957 werd gelanceerd. Die daad schokte een groot deel van de westerse wereld, omdat men geloofde dat de Sovjets niet in staat waren om satellieten naar ruimte.

Een korte geschiedenis van kunstmatige satellieten

Na die prestatie lanceerden de Sovjets op 3 november 1957 een een nog grotere satelliet – Sputnik 2 – die een hond droeg, Laika. De eerste satelliet van de Verenigde Staten was de Explorer 1 op 31 januari 1958. De satelliet woog slechts 2 procent van de massa van de Spoetnik 2, met een gewicht van 13 kg.

De Spoetniks en Explorer 1 werden de openingsschoten in een ruimterace tussen de Verenigde Staten en de Sovjet-Unie die minstens tot eind jaren zestig duurde. De focus op satellieten als politieke instrumenten begon plaats te maken voor mensen toen beide landen mensen stuurden in 1961. Later in het decennium begonnen de doelen van beide landen echter te splitsen. Terwijl de Verenigde Staten mensen op de maan landden en de spaceshuttle creëerden, bouwde de Sovjet-Unie het eerste ruimtestation ter wereld. , Salyut 1, gelanceerd in 1971. (Andere stations volgden, zoals de Verenigde Staten “Skylab and the Soviet Union” s Mir.)

Andere landen begonnen hun eigen satellieten de ruimte in terwijl de voordelen door de samenleving golfden. Weersatellieten verbeterde voorspellingen, zelfs voor afgelegen gebieden. Satellieten voor het observeren van het land, zoals de Landsat-serie, volgden veranderingen in bossen, water en andere delen van het aardoppervlak in de loop van de tijd. Telecommunicatiesatellieten voerden langeafstands telefoongesprekken en uiteindelijk maakten live televisie-uitzendingen vanuit de hele wereld een normaal onderdeel van het leven. Latere generaties hielpen met internetverbindingen.

Met de miniaturisatie van computers en andere hardware is het nu mogelijk om veel kleinere satellieten op te sturen die wetenschap, telecommunicatie of andere functies in een baan om de aarde kunnen uitvoeren. Het is nu gebruikelijk dat bedrijven en universiteiten “CubeSats” of kubusvormige satellieten maken die vaak een lage baan om de aarde bevolken.

Deze kunnen samen met een grotere lading op een raket worden geplaatst, of vanaf een mobiele draagraket op het internationale ruimtestation (ISS). NASA overweegt nu CubeSats naar Mars of naar de maan Europa (nabij Jupiter) te sturen voor toekomstige missies, hoewel de CubeSats niet zijn bevestigd voor opname.

Het ISS is de grootste satelliet in een baan en heeft meer dan een decennium geduurd om te bouwen. Stuk voor stuk droegen 15 landen bij aan financiële en fysieke infrastructuur aan het baancomplex, dat tussen 1998 en 2011 werd samengesteld. Programmabeambten verwachten dat het ISS tot ten minste 2024 blijft draaien.

Delen van een satelliet

Elke bruikbare kunstmatige satelliet – of het nu een menselijke of een robot is – heeft vier hoofdonderdelen: een energiesysteem (dat een zonne- of nucleair bijvoorbeeld), een manier om zijn houding te controleren, een antenne om informatie te verzenden en te ontvangen en een lading om informatie te verzamelen (zoals een camera of deeltjesdetector).

Zoals hieronder zal worden gezien, niet alle kunstmatige satellieten zijn echter noodzakelijkerwijs bruikbare. Zelfs een schroef of een beetje verf wordt als een “kunstmatige” satelliet beschouwd, ook al ontbreken deze onderdelen.

Wat weerhoudt een satelliet ervan op de aarde te vallen ?

Een satelliet kan het best worden begrepen als een projectiel, of een object waarop slechts één kracht werkt: de zwaartekracht. Over het algemeen wordt alles wat de Karman-lijn kruist op een hoogte van 100 kilometer (62 mijl) in de ruimte beschouwd. Een satelliet moet echter snel gaan – ten minste 8 km (5 mijl) per seconde – om te voorkomen dat hij onmiddellijk terugvalt op de aarde.

Als een satelliet snel genoeg reist, zal hij voortdurend naar de aarde “vallen”, maar de kromming van de aarde betekent dat de satelliet rond onze planeet zal vallen in plaats van terug op het oppervlak te crashen. Satellieten die reizen dichter bij de aarde lopen het risico te vallen omdat de weerstand van atmosferische moleculen de satellieten zal vertragen. Degenen die verder van de aarde in een baan om de aarde draaien, hebben minder moleculen om mee te kampen.

Er zijn verschillende geaccepteerde “zones” van banen De ene heet een lage baan om de aarde, die zich uitstrekt van ongeveer 160 tot 2000 km (ongeveer 100 tot 1250 mijl). Dit is de zone waar het ISS in een baan om de aarde draait en waar de spaceshuttle vroeger zijn werk deed. vonden alle menselijke missies behalve de Apollo-vluchten naar de maan plaats in deze zone. De meeste satellieten werken ook in deze zone.

Geostationaire of geosynchrone baan is echter de beste plek voor communicatiesatellieten om te gebruiken. is een zone boven de evenaar van de aarde op een hoogte van 35.786 km (22.236 miOp deze hoogte is de “val” rond de aarde ongeveer hetzelfde als de rotatie van de aarde, waardoor de satelliet bijna constant boven dezelfde plek op aarde blijft. De satelliet houdt dus een permanente verbinding met een vaste antenne op de grond, waardoor betrouwbare communicatie mogelijk is. Wanneer geostationaire satellieten het einde van hun levensduur bereiken, schrijft het protocol voor dat ze uit de weg worden bewogen zodat een nieuwe satelliet hun plaats kan innemen. Dat komt omdat er maar zo veel ruimte of zo veel “slots” in die baan zijn om de satellieten zonder interferentie te laten werken.

Hoewel sommige satellieten het best rond de evenaar kunnen worden gebruikt, zijn andere beter geschikt voor meer polaire banen – banen die de aarde van pool tot pool omcirkelen, zodat hun dekkingszones de noord- en zuidpool omvatten. Voorbeelden van satellieten in een polaire baan zijn weersatellieten en verkenningssatellieten.

Wat voorkomt dat een satelliet crasht in een andere satelliet?

Er zijn tegenwoordig naar schatting een half miljoen kunstmatige objecten in een baan om de aarde, variërend in grootte van verfvlekken tot volwaardige sa tellites – elk reizend met snelheden van duizenden mijlen per uur. Slechts een fractie van deze satellieten is bruikbaar, wat betekent dat er veel “ruimteafval” ronddrijft. Met alles dat in een baan om de aarde wordt gelobd, wordt de kans op een botsing groter.

Ruimteagentschappen moeten zorgvuldig rekening houden met baanbanen wanneer ze iets de ruimte in lanceren. Agentschappen zoals het Amerikaanse Space Surveillance Network houden orbitaal puin vanaf de grond in de gaten en waarschuwen NASA en andere entiteiten als een foutief stuk het gevaar loopt iets vitaals te raken. Dit betekent dat het ISS van tijd tot tijd uitwijkmanoeuvres moet uitvoeren om uit de weg te komen.

Er komen echter nog steeds botsingen voor. Een van de grootste boosdoeners van ruimtepuin waren de overblijfselen van een anti-satelliettest uit 2007, uitgevoerd door de Chinezen, waarbij puin werd gegenereerd dat in 2013 een Russische satelliet vernietigde. Ook dat jaar sloegen de Iridium 33- en Cosmos 2251-satellieten tegen elkaar in, een wolk van puin genereren.

NASA, de European Space Agency en vele andere entiteiten overwegen maatregelen om de hoeveelheid orbitaal puin te verminderen. Sommigen stellen voor om dode satellieten op de een of andere manier neer te halen, misschien met behulp van een net of luchtstoten om het puin uit zijn baan te verstoren en dichter bij de aarde te brengen. Anderen denken erover na om dode satellieten bij te tanken voor hergebruik, een technologie die robotisch is gedemonstreerd op het ISS.

Manen rond andere werelden

De meeste planeten in ons zonnestelsel hebben natuurlijke satellieten, die we ook wel manen noemen. Voor de binnenste planeten: Mercurius en Venus hebben geen manen. De aarde heeft één relatief grote maan, terwijl Mars twee kleine manen ter grootte van een asteroïde heeft, Phobos en Deimos. (Phobos beweegt langzaam in een spiraal naar Mars en zal waarschijnlijk binnen een paar duizend jaar uit elkaar vallen of in het oppervlak vallen.)

Voorbij de asteroïdengordel zijn vier gasreuzenplaneten die elk een pantheon van manen hebben. Eind 2017 heeft Jupiter 69 bekende manen, Saturnus 53, Uranus 27 en Neptunus 13 of 14. Nieuwe manen worden af en toe ontdekt – voornamelijk door missies (verleden of heden, zoals we oude fotos kunnen analyseren) of door nieuwe waarnemingen met een telescoop.

Saturnus is een bijzonder voorbeeld omdat het wordt omringd door duizenden kleine objecten die een ring vormen die zelfs met kleine telescopen vanaf de aarde zichtbaar is. Wetenschappers die de ringen 13 jaar lang van dichtbij bekeken, zagen tijdens de Cassini-missie de omstandigheden waarin nieuwe manen zouden kunnen worden geboren.Wetenschappers waren vooral geïnteresseerd in propellers, dit zijn kielzog in de ringen die worden gecreëerd door fragmenten in de ringen. Net nadat Cassinis missie eindigde in 2017, zei NASA dat het mogelijk is dat de propellers elementen delen van planeetvorming die plaatsvindt rond jonge sterren gasvormige schijven.

Zelfs kleinere objecten hebben echter manen. Pluto is dat wel. technisch gezien een dwergplaneet. De mensen achter de New Horizons-missie, die in 2015 langs Pluto vloog, beweren echter dat de diverse geografie het meer planeetachtig maakt. Een ding dat echter niet wordt aangevoerd, is het aantal manen rond Pluto . Pluto heeft vijf bekende manen, waarvan de meeste werden ontdekt toen New Horizons in ontwikkeling was of op weg was naar de dwergplaneet.

Veel asteroïden hebben ook manen. Deze kleine werelden vliegen soms dicht bij de aarde en de manen springen eruit in waarnemingen met radar. Enkele beroemde voorbeelden van asteroïden met manen zijn onder meer 4 Vesta (die werd bezocht door NASAs Dawn-missie), 243 Ida, 433 Eros en 951 Gaspra. Er zijn ook voorbeelden van asteroïden met ringen, zoals 10199 Chariklo en 2060 Chiron.

Veel planeten en werelden in ons zonnestelsel hebben ook door mensen gemaakte “manen”, vooral rond Mars – waar verschillende sondes in een baan om de planeet draaien en waarnemingen doen van het oppervlak en de omgeving. De planeten Mercurius, Venus, Mars , Jupiter en Saturnus hadden allemaal kunstmatige satellieten die ze op een bepaald moment in de geschiedenis observeerden. Andere objecten hadden ook kunstmatige satellieten, zoals komeet 67P / Churyumov-Gerasimenko (bezocht door de Rosetta-missie van het European Space Agency) of Vesta en Ceres (beide bezocht door NASAs Dawn-missie.) Technisch gezien vlogen mensen tijdens de Apollo-missies tussen 1968 en 1972 in kunstmatige manen (ruimtevaartuigen) rond onze eigen maan. NASA zou zelfs een Deep Space Gateway-ruimtestation kunnen bouwen nabij de maan in de komende decennia, als een la Een vast punt voor menselijke Mars-missies.

Fans van de film “Avatar” (2009) zullen zich herinneren dat de mensen Pandora bezochten, de bewoonbare maan van een gasreus genaamd Polyphemus. We weten nog niet of er manen zijn voor exoplaneten, maar we vermoeden – gezien het feit dat de planeten van het zonnestelsel zoveel manen hebben – dat exoplaneten ook manen hebben. In 2014 hebben wetenschappers een object waargenomen dat kan worden geïnterpreteerd als een exomoon die om een exoplaneet cirkelt, maar de waarneming kan “niet worden herhaald zoals deze plaatsvond toen het object voor een ster bewoog.