Waarom botsen satellieten nooit?

Ik moet dit artikel beginnen met een kleine correctie. Het is namelijk wél eens voorgekomen dat twee satellieten op elkaar zijn gebotst. In 2009 is een oude Russische satelliet die niet meer in gebruik was  tegen een communicatiesatelliet van het bedrijf Iridium aangevlogen. Beide gingen stuk, wat best logisch is met een snelheid van 42000 kilometer per uur.  Maar goed, uitzonderingen daargelaten kan je stellen dat satellieten nooit botsen. WRM is dat zo?

1. De ruimte is echt verschrikkelijk groot
Heel flauw, maar daarom niet minder waar: We hebben het over enorm grote afstanden. De hoogste satellieten zitten op 36000 kilometer hoogte(!) Dat betekent dat deze satelliet een rondje maakt van maar liefst 264000 kilometer. Als je bedenkt dat de afstand naar de maan gemiddeld 384000 kilometer is dan begrijp je wel dat je daar best wat satellieten in kwijt kan.

2. De satellieten zitten op verschillende hoogtes
Zoals hierboven genoemd zitten de hoogste satellieten op 36000 kilometer hoogte. De laagste satellieten zitten op 160 kilometer hoogte. Alle ruimte die hier tussen zit kan gebruikt worden voor satellieten, en satellieten die op verschillende hoogtes zitten kunnen niet met elkaar botsen. Overigens is er ook een hoogte waar heel weinig satellieten zitten. Dit komt omdat hier het magnetisch veld van de aarde heel sterk is en dit is slecht voor je apparatuur.

3. Satellieten op dezelfde hoogte moeten ook dezelfde snelheid hebben
Een van die schitterende wetten van de natuurkunde dicteert dat satellieten die op dezelfde hoogte zitten, ook dezelfde snelheid moeten hebben (anders kunnen ze niet op die hoogte blijven). Om dit te snappen moet je even het volgende gedachte-experiment uitvoeren, dat bekend staat als Newton’s Kanon: Je hebt een heel hoge toren waar een kanon op staat. Je schiet een kanonskogel met een aardig vaartje af. Deze komt een x aantal meter verder op de grond (Baan A). Je besluit om meer buskruit in je kanon te doen, waardoor je kogel harder gaat, en je kanonskogel verder terecht komt (Baan B). Je besluit om steeds harder te gaan schieten, en elke keer komt de kanonskogel weer verder neer. Op een gegeven moment schiet je die kogel zo hard af dat hij niet meer op de grond komt maar rondjes om de aarde blijft vliegen (Baan C).Schiet  je ‘m echter te hard, dan ontsnapt je kogel aan de zwaartekracht van de aarde en vliegt hij de ruimte in (Baan E). De snelheid van baan C is afhankelijk van de hoogte van het kanon en zo werkt het ook met satellieten: elke hoogte heeft z’n eigen snelheid waarbij de satelliet perfect op de goede hoogte blijft. Hierdoor kan je dus een heleboel satellieten in één baan zetten, zonder dat je een fileprobleem krijgt (zie mijn eerdere artikel).

4. Er bestaan zogenaamde ‘vuilnis-orbits’
Er zijn internationale afspraken gemaakt over ‘ruimte-afval’. De meeste troep in de ruimte komt van oude afgedankte satellieten die nog steeds blijven rondzweven. Daarom worden tegenwoordig alle satellieten die niet meer in gebruik zijn in een ‘vuilnis-orbit’ geparkeerd. Op die manier voorkom je dus dat er allerlei rondvliegend puin tegen je satelliet aan gaat botsen.

5. De ruimte wordt best goed in de gaten gehouden
Mocht al het bovenstaande nou niet gewerkt hebben en er dreigt toch een botsing voor te komen, dan is daar altijd nog het United States Space Surveillance Network (SSN). Het SSN volgt meer dan 15000 objecten die groter zijn dan 5 centimeter. Mocht het nou zo zijn dat een van deze objecten dreigt te botsen met een satelliet, dan rekent het SSN uit welke koerswijziging deze satelliet het best kan uitvoeren. Satellieten hebben brandstof aan boord voor eventuele ‘evasive manoeuvres’. Het voorstel van SSN wordt naar het bedrijf gestuurd dat de desbetreffende satelliet beheert en die gaan tot actie over. Het SSN is dus eigenlijk een soort luchtverkeersleider van de ruimte. Leuk weetje: Als ruimtepuin dreigt te botsen met het International Space Station, dan krijgen de astronauten een seintje van het SSN. Ze gaan dan voor de zekerheid in de capsule zitten waarmee ze terug naar de aarde kunnen. Als er dan echt stront aan de knikker is, dan kunnen ze gewoon terugkeren naar de aarde.

Kortom: De kans is vrij klein dat satellieten met elkaar botsen. Ruimtepuin vormt een grotere bedreiging, maar dit wordt goed gemonitord en ruimtevaart-bedrijven doen hun best om zo min mogelijk afval te creëren.