ihmisen tekemät satelliitit olivat aikoinaan harvinaisia matalalla maan kiertoradalla (LEO), vain kourallinen niitä pyöri planeetan ympäri avaruusajan kynnyksellä 1950-luvulla.
joten, laittaa tarkka määrä se, kuinka monta satelliittia kiertää maata, ja kuinka monta saattaa liittyä niihin lähitulevaisuudessa? Ja kun kaikki nämä satelliitit ovat avaruusborneja, millaisia ongelmia ne voivat aiheuttaa?
Neuvostoliiton laukaistua maailman ensimmäisen ihmisen tekemän satelliitin Sputnikin vuonna 1957 Leoon tuli hidas mutta tasainen satelliittivirta, jota laukaistiin vuosittain 10-60 kappaletta aina 2010-luvulle asti, Massachusetts Lowellin yliopiston fysiikan professori Supriya Chakrabarti kirjoitti artikkelissaan Space.com, Live Science-sisarsivusto. Sen jälkeen tuo tahti on noussut huimasti, sillä Leoon laukaistiin yli 1 300 uutta satelliittia vuonna 2020 ja yli 1 400 satelliittia vuonna 2021, Chakrabarti kirjoitti. Kaikkiaan aktiivisia satelliitteja oli Leossa YK: n ulkoavaruuden objektien indeksin mukaan syyskuussa 2021 noin 7 500.
aiheeseen liittyvää: pyöriikö Kuu?
täpötäysi markkina
satelliittien määrä Leon alueella, joka ulottuu jopa 2 000 kilometrin päähän maasta, kasvaa tulevina vuosikymmeninä räjähdysmäistä vauhtia. Tämä johtuu siitä, että yksityiset yritykset perustavat omia megakonstellaatioitaan, joissa jokaisessa on tuhansia yksittäisiä satelliitteja, joiden avulla kehitetään nopeampia verkkoja ja tarjotaan erilaisia muita palveluita, kuten ilmastonmuutoksen seurantaa.
tämä lisääntynyt toiminta tapahtuu nyt pitkälti kustannusten laskun takia, sanoi brittiläisen Kolumbian yliopiston tähtitieteilijä Aaron Boleyn. ”Tiedämme, että SpaceX, OneWeb, Amazon ja StarNet/GW ovat ehdottaneet yhdistettyä satelliittia yhteensä 65 000, kun mukaan lasketaan kaikki vaiheet” satelliittiohjelmistaan, Boleyn kertoi Live Sciencelle. Ja ”reilusti yli 100000 satelliittia on ehdotettu” Yhteensä, hän lisäsi.
lokakuussa 2021 Ruanda julkisti myös Oman Megakonstellaationsa nimeltä Cinnamon, jossa voi olla yli 320 000 satelliittia. On epäselvää, milloin hanke voisi toteutua, mutta maa on pyytänyt lupaa hankkeen aloittamiseen, Ruandan avaruusjärjestön twiitissä todetaan.
kaikissa näissä uusissa satelliiteissa on kuitenkin runsaasti uusia kysymyksiä, ilmenee Boleyn yhdessä johtamasta megakonstellaatioita koskevasta toukokuussa 2021 julkaistusta tutkimuksesta, joka julkaistiin Scientific Reports-lehdessä.
”se aiheuttaa avaruusliikenteen hallintaongelman, se pahentaa avaruusromun lisääntymistä, se häiritsee tähtitiedettä ja tähdenlentoa, ja rakettien laukaisut ja uudelleensijoitukset aiheuttavat ilmansaasteita”, Boleyn sanoi. ”Yritämme vielä ymmärtää vaikutusten laajuutta.”
Avaruusliikenne ja avaruusromu
kun lähivuosikymmeninä kiertoradalle laukaistaan lisää satelliitteja, törmäysten ja sitä seuraavien avaruusromujen määrä todennäköisesti kohoaa. Leossa on jo ainakin 128 miljoonaa romua. Niistä noin 34 000 on Lontoon Natural History Museumin mukaan yli 10 senttimetriä, ja tulevaisuudessa niitä on vielä enemmän.
”niin monen satelliitin turvallinen toiminta tulee olemaan suuri haaste”, Boleyn sanoi. ”Onnettomuus tietyllä kiertoradalla, joka tuottaa merkittävää avaruusromua, voi vaikuttaa moniin kiertoratoihin.”
törmäykset eivät ole ainoa avaruusromun lähde; satelliitit voivat myös hajota pitkäaikaisesta altistumisesta voimakkaalle ultraviolettisäteilylle Leossa, Boleyn sanoi.
avaruusromu voi aiheuttaa merkittävää vahinkoa muille satelliiteille sekä muille avaruusaluksille. Kesäkuussa 2021 Kansainväliselle avaruusasemalle osui romun pala, joka puhkaisi reiän robottikäsivarteen; onneksi avaruusasema ja sisällä olleet astronautit välttyivät suuremmilta vahingoilta, Live Science uutisoi aiemmin.
aiheeseen liittyvää: Miten pienet avaruusromun kappaleet aiheuttavat uskomatonta tuhoa?
lopulta Leon satelliittien määrä voisi johtaa karanneeseen törmäysketjuun, joka sirottelisi avaruusromua Leon ympärille niin, ettemme pystyisi laukaisemaan uusia raketteja. Tämä mahdollisuus tunnetaan Kesslerin syndroomana, ja monet tähtitieteilijät pelkäävät, että se voi estää ihmiskuntaa muuttumasta moniplaneettalajiksi, jos emme pysty pitämään avaruusromua kurissa.
”Kessler-ilmiöllä ei ole selkeää hetkeä, että se syttyy”, Boleyn sanoi. ”Pikemminkin kyse on asteittaisesta siirtymästä, joka johtuu roskien syntymisen ja roskien poistumisnopeuksien epätasapainosta.”Mutta jotkut todisteet viittaavat jo siihen, että aktiivista roskien poistamista Leosta tarvitaan, jotta Kesslerin syndrooma ei tarttuisi, hän lisäsi.
avaruusromun poistaminen Leosta on kuitenkin logistisesti haastavaa, eikä Scientific American-lehden mukaan ole vielä sovittu poistotavasta.
Laukaisut ja paluu
avaruusteollisuuden hiilijalanjälki on paljon pienempi kuin muilla toimialoilla, kuten ilmailuteollisuudessa. Keskimääräinen raketin laukaisu vapauttaa 220-330 tonnia (200-300 tonnia) hiiltä maan ilmakehään, kertoo Guardian. Vertailun vuoksi, keskimäärin kaukolennolla vapautuu noin 2-3 tonnia (1,8-2,7 tonnia) hiiltä matkustajaa kohden, ja lentoja on kymmeniä miljoonia vuosittain.
satelliittien laukaisuun tarvittavien rakettien suuren kysynnän kasvaessa rakettien laukaisujen hiilipäästöt ovat kuitenkin kasvaneet Guardianin mukaan 5,6 prosenttia vuosittain.
eikä pelkästään satelliittien Laukaisut aiheuta ympäristöongelmaa. Kun satelliitit lopulta putoavat pois kiertoradalta ja palaavat maan ilmakehään, ne myös vapauttavat kemikaaleja ilmakehään, Boleyn sanoi.
Boleyn tutkimus megakonstellaatioista paljasti, että tulevaisuudessa satelliitit voivat päätyä tallettamaan maan ilmakehään enemmän tiettyjä alkuaineita, kuten alumiinia, kuin meteoriitit. Tiedemiehet ovat epävarmoja siitä, millaisia mahdollisia vaikutuksia tällä voisi olla, mutta ihmisen aiheuttamat muutokset ilmakehän kemiassa, kuten kloorifluorihiilivetyjen (CFC-yhdisteiden) vapautuminen otsonikerroksen reiän aiheuttaneista aerosoleista, eivät yleensä pääty hyvin.
lisäksi satelliitit voivat ilmakehään palatessaan aiheuttaa merkittävää vahinkoa myös maassa. Nykyaikaiset satelliitit on kuitenkin suunniteltu hajoamaan pienemmiksi kappaleiksi palatessaan maahan, joten vähemmän materiaalia pääsee pinnalle. Yleensä putoava avaruusromu laskeutuu veteen, joka kattaa noin 71 prosenttia maapallon pinta-alasta.
aiheeseen liittyvää: mitä tapahtuisi, jos ampuisit aseella avaruudessa?
Valosaaste
tulevaisuudessa lisääntynyt satelliittiaktiivisuus näkyy selvästi maasta. Metalliesineet toimivat kuin Peilit heijastaen valoa takaisin kohti maan pintaa, ja niiden lukumäärä muuttaa rajusti näkemystämme Yötaivaasta.
Boleyn yhdessä kirjoittama, arxiv — tietokantaan syyskuussa 2021 lähetetty ja Astronomical Journalille toimitettu tutkimus valosaasteesta paljasti, että jopa 8% yötaivaan valosta voisi tulla tulevaisuudessa satelliiteista. Tutkimuksessa havaittiin myös, että lähellä 50 astetta pohjoista ja eteläistä leveyttä sijaitseviin paikkoihin, kuten Brittiläiseen Kolumbiaan ja Patagoniaan, satelliittien valosaaste saattoi vaikuttaa muita paikkoja vakavammin ehdotettujen satelliittien kiertoratojen vuoksi.
”tämä on niin perustavanlaatuinen muutos käsitykseemme taivaasta, että se vaatii suurempaa tarkastelua”, Toronton Scarborough ’ n yliopiston tähtitieteilijä Hanno Rein sanoi lausunnossaan. ”Sen saavat kokea kaikki.”
tulevaisuudessa Boleyn mukaan jopa joka kymmenes taivaan ”tähti ”voisi todellisuudessa olla satelliitteja, mikä” aiheuttaisi jatkuvasti taivaan uudelleenjärjestelyn.”
satelliitit eivät häiritse vain amatööritähtien katselua, vaan myös ammattiastronomien havaintoja. ”Joissakin tähtitieteellisissä tutkimuksissa nähdään vain kohtalaisia vaikutuksia, mutta vaikutukset laajapohjaisiin tutkimuksiin voivat olla huomattavat”, Boleyn sanoi.
tasapainon löytäminen
on selvää, että ennustettu satelliittien sijoitustahti Leoon on kestämätön, mutta satelliitit tarjoavat meille myös tärkeitä palveluja.”Olemme syvästi yhteydessä satelliitteihin”, Boleyn sanoi. ”Satelliiteilla on merkittävä rooli toimitusketjussamme, rahaliikenteessä, sään seurannassa, ilmastotieteessä, maailmanlaajuisessa viestinnässä sekä etsintä-ja pelastustoiminnassa.”
siksi meidän on löydettävä keino tasapainottaa hyödyt ja vaikutukset, Boleyn sanoi.
”en usko, että täysi stoppi satelliittilaukaisuille toimisi”, Boleyn sanoi. ”Olisi kuitenkin viisasta hidastaa tilannetta ja viivyttää 100000 satelliitin sijoittamista, kunnes meillä on paremmat kansainväliset säännöt.”
julkaistu alun perin Live Science-sivustolla.