Ruimteschroot & Ruimtepuin

Bram Dorreman

17/05/2008

Aquila & Noorderkroon bijeenkomst 2008-05-16

Ruimteschroot & Ruimtepuin Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Aanleiding

Kunstmaan USA 193 werd kapotgeschoten Kunstmaan Feng Yun 1C werd kapotgeschoten Is de botsingskans van Apophis met de aarde

1 / 4500 of 1 / 45000

Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Wat is ruimteschroot?

Wat is ruimtepuin?

Door mensen vervaardigde onderdelen of gehelen van ruimtetuigen die geen functie meer vervullen

Kleine lichamen in ons zonnestelsel die niet bijdroegen aan de vorming van de planeten

Anders gezegd: kunstmanen

Meer specifiek planetoïden Daaruit wordt de groep aangeduid als NEO’s NEO (dit is “Near Earth Objects”) nader bekeken


2008-05-16


2008-05-16

Nomenclatuur

FAQ

Aanduidingen van kunstmanen: 1. De naam van het ding 2. De internationale aanduiding (COSPAR-code)

Jaar

van lancering Volgnummer in dit jaar Component code (1, 2 of 3 letters) A = 1, I en O doen niet mee, Z = 24; AA = 25

3. USStratcom catalogus nummer

2008-05-16

Satellieten

Tijdens of na mijn presentaties over kunstmanen kwamen twee vragen vaak terug: 1) hoe druk is het daar boven? 2) komen er botsingen voor? Vandaar dat de antwoorden nu deel zijn van de presentatie


2008-05-16


1

Bram Dorreman

17/05/2008

Hoe druk: per 2008-05-12: 32846 objecten

Wat . . Objecten?


2008-05-16

Soorten objecten

Kleiner dan detecteerbaar: ~ 110 000 tussen 1 en 10 cm ~ 35 miljoen < 1 cm Schattingen gebaseerd mede op tellingen in de ruimte o.a. vanuit ARGOS (1999-008A, 25634): 1 inslag per 2 dagen (< 100 µm)


2008-05-16

S/C: Space Craft = instrumentenpakket (in)actief Uitgewerkte rakettrappen (indien tuimelend het waarnemingsdomein van de BWGS) Missie gerelateerd “afval” hebben kleine ∆υ t.o.v. Hun oorsprong B/U: break-up van explosies en/of botsingen hebben grote ∆υ t.o.v. hun oorsprong A/E: t.g.v. “anomalous events” hebben kleine ∆υ t.o.v. hun oorsprong

Anomalous events

Objecten die na ontplooiing van de instrumenten geen functie meer hebben en afgeworpen worden Instrumentdeksels Neuskegels of delen ervan Adapters Maar ook Verloren gereedschap Verloren handschoenen

Satellieten


2008-05-16

Missie gerelateerde objecten

2008-05-16


2008-05-16

Schattingen

Detecteerbaar door grondstations met bekende baan: Met radar: >= 10 cm zoals Haystack en HAX Visueel: diverse w.o. LMT (Liquid Mirror Telescope)


2008-05-16

Kan per geval anders zijn Vaak in de loop van de jaren losgelaten onderdelen zoals folie Onder invloed van hevige UV-straling erodeert veel materiaal Mijn bekendste voorbeeld is PAGEOS Bram Dorreman Aquila Lommel

2

Bram Dorreman

17/05/2008

PAGEOS (1966-056A, 02253)

PAGEOS-fragmentaties

PAssive GEOdetic Satellite PA GEO Ballon van 30 m doorsnede Kon tegelijk vanuit Europa en Noord-Amerika gezien en gefotografeerd worden (triangulatie) Baanhoogte aanvankelijk 4200 km Had magnitude +3 Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16


2008-05-16

Explosies

Explosie oorzaak

173 geteld per 2004-05 (bron: Break-up Book 13e): 1ste vond al plaats op 1961-06-21: Een Ablestar raket explodeerde kort nadat hij in zijn baan gekomen was Bepaalde rakettypen blijken (bleken) gevoelig voor explosies: Delta-1 raket; Proton Ullage motor; Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Dump het restant aan brandstoffen als de nuttige last in zijn baan gebracht is (Liefst uit de buurt van die last)

Satellieten



Proton Ullage Motor

2008-05-16

Vrijwel zeker t.g.v. de werking van restbrandstoffen, als ze hypergolisch zijn Hypergolisch: gaan een reactie aan bij contact Voorbeeld: N2O4 en UDMH Stikstoftetroxide en asymmetrische dimethylhydrazine)

2008-05-16

Voorkomen explosies

Lancering: 1966-06-24 1975-07-12: 27 fragmenten 1976-01-20: 44 fragmenten 1985-12-21: 2 fragmenten Nadien niet meer als blote oog object waargenomen Was mooi zicht een helder object met vooraf zwakke

Is een paar kleine hulpraketten (auxiliary motor) die de bovenste trap vanuit gewichtloosheid weer een opwaartse kracht geeft Zodat de hypergolische stoffen contact kunnen maken (kranen open natuurlijk) Minstens 36 gevallen van explosie bekend Vaak langer dan 10 jaar na lancering

2008-05-16


3

Bram Dorreman

17/05/2008

Bewuste explosies

ASAT testen

Russische satelliet met algemene naam Kosmos die een EORSAT functie vervullen EORSAT = Electronic Ocean Reconnaissance Satellite Exploderen vaak na einde “loopbaan” 22 gevallen bekend Laatste was Kosmos 2421 (2006-026A, 29247)


2008-05-16

ASAT = Anti Satellite Rechtstreeks kapotschieten Of in nabijheid van slachtoffer exploderen Vele Kosmossen tussen 1968 en 1982 (explosie nabij) (USSR nu GOS) Solwind (1979-017A, 11278) werd “vanaf de grond” beschoten en fragmenteerde in vele brokstukken (VS) Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Fen Yung 1C

USA 193

Fen Yung 1C (1999-025A, 25730) Een Chinese weersatelliet Werkte niet meer maar zond nog wel radiosignalen uit Werd vanaf de Chinese grond kapot geschoten en leverde ca. 2400 detecteerbare fragmenten op: 1999-025E t/m 1999-025DCD Beschadiging bleek ook uit staken van de radio Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

USA 193 (2006-057A, 29651) Een “mislukte” spionagesatelliet? Vertoonde geen baanmanoeuvres Zeer ongebruikelijk voor een spion Geen opengeklapte zonnepanelen vanaf de grond kunnen detecteren (amateurs!)


2008-05-16

USA 193 vernietiging

Officiële verklaring: Met hydrazine aan boord is dit een gevaar bij neerkomen op aarde Daarom de satelliet vernietigen als hij nabij zijn vergaan is Plaats en tijd te kiezen Werd boven de Grote Oceaan op 2008-02-21 Was er nog een reden om hem kapot te schieten? De hydrazine zou de tocht door de dampkring heel erg verspreid ondergaan? Of niet?

2008-05-16

Satellieten

Delta rakettank


2008-05-16

Af en toe komen er toch onderdelen op de aarde terecht.


4

Bram Dorreman

17/05/2008

Aerodynamische B/U

Bij sterk elliptische banen: Perigeum komt < 100 km Wrijving met de dampkring en hoge snelheid kan satelliet uit elkaar rijten. Molniya’s en Oko’s en hun “upper stages” Fragmenten leven kort Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Botsingen

Eerste geval met duidelijke oorzaak: CERISE (1995-033B, 23606): Charactérisation de l’ Environnement Radioélectrique par un Instrument Spatial Embarqué Een inluistersatelliet (ELINT: electronic Intelligence) Gelanceerd: 1995-07-07 Was “Gravity Gradient Stabilized” NL: stabilisatie dank zij zwaartekracht dank zij lange mast Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

CERISE botsing

Confrontatie met een fragment van een Ariane raket Kwam uit andere richting Botsingssnelheid: 14 km/s Mast brak af nabij satelliet zelf Satelliet ging tollen Radiosignaal vertoonde variërende dopplerverschuiving (?) Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Geostationair

Kunstmanen: hoe hoger hoe trager (net zoals bij planeten om de zon)

Hoogte (km)

Omloopstijd (min)

360

ISS

830

NOAA

3200

MIDAS

100000

VELA


2008-05-16

384400

Maan

Geostationaire toepassingen

Satellieten

Arthur Clarke (1917 – 2008)


Voorbeeld

35787

Geosat toepassingen

2008-05-16

Snelheid (km/s)

0

2008-05-16

Sir Arthur Clarke zag het belang van de geostationaire baan al in 1946 (Clarke baan) Artikel in Wireless World Communicatie (TV, telefoon) denk maar aan Astra’s Weer (Meteosat) Bewaking Bram Dorreman Aquila Lommel

5

Bram Dorreman

17/05/2008

Geostationaire baan

Levensduur

Omloopstijd is 1 sterrendag, dit is 23h 56m 04s 35789 km boven het aardoppervlak inclinatie is 0 graden boven de evenaar Effect: kunstmaan “hangt” schijnbaar stil


2008-05-16

Van een geostationaire kunstmaan Als relaiszender: tegenwoordig ca. 15 jaar Als rond de aarde draaiend voorwerp: miljoenen jaren Elk jaar worden er bij geplaatst Resultaat: toenemende drukte Kans op botsingen als je niets doet

2008-05-16

Geostationair ruimteschroot

Hoe toename aantal sats te vermijden

Te vermijden kerkhofbaan (voorstel van Georges: RIP baan) Waar komt het terecht indien niet Aanbevelingen Zie 64-304, 64-309 Monitoring: bijkomend resultaat: id van onbekende geosats


2008-05-16


Reeds in 1981 deed NASA (?) voorstellen: Laat vlak voor het einde van de operationele fase de satelliet zich in een “veilige” baan manoeuvreren om van daaruit te vergaan binnen 25 jaar (LEO) Of uit de zone van de actieve kunstmanen te zijn (MEO, GSO)

2008-05-16


EOL Baanwijzigingen LEO EOL Baanwijzigingen MEO en GSO

LEO (low earth orbit): Naar beneden met vergaan binnen 25 jaar Voorbeelden: UARS

was 581 - 575

ERBS

was 604 - 603

1

Landsat –

MEO (Medium earth orbit) Plaats satelliet onder of boven de zone van de GPS-satellieten GSO (Geosynchronous orbit) Plaats satelliet > 300 km hoger

(1986-019A, 16613) 798 – 584 km

–

Satellieten

(1984-108B, 15354) 534 – 505 km –

2008-05-16

(1991-063B, 21701) 474 – 350 km –

SPOT

was 828 - 824

4

(1982-072A, 13367) 574 – 548 km was 700 - 683 Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16


6

Bram Dorreman

17/05/2008

Verdere aanbevelingen

Voortgang met aanbevelingen

Dump de restbrandstof(fen) in je “upper stages” zodat die niet kunnen exploderen. Praktijk: steeds meer Delta raketten duiken terug de atmosfeer in en vergaan na hun opdracht volbracht te hebben Voorbeelden: Globalstar-raketten (type Delta 2) Bij de Russen: vervingen Ullage motoren door Briz upper stage. Helaas staakten er al twee kort na lancering. Eén ervan explodeerde een jaar later in de ruimte (2006-006B, 28944) Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16


2008-05-16

Nabij Ruimtepuin

NEO’s

Lucy A. McFadden & Richard P. Binzel NEO’s = Near Earth Objects Onder te verdelen in:

Near Earth Asteroids (NEA’s)

Near Earth Comets (NEC’s) Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Satellieten

32% 62% 6% onbekend


NEO-groepen

Aanduidingen van kleine objecten in ons zonnestelsel Indien baan wel goed gekend is: Volgnr + naam voor te stellen door ontdekker Anders: ontdekkingsjaar + letter voor elk halve maand + volgletter A t/m Z en dan A1 t/m Z1 ,A2 t/m Z2 enz. De letter I doet niet mee. Vb: 2001 KX76 is ontdekt 2de helft van mei 2001(K) en X (=23) * 25 +76 * 25 = 1923ste object.

2008-05-16

Near Earth Objects: subgroepen: Amorgroep: Apollogroep: Atengroep: Aphohelegroep:

2008-05-16

Nomenclatuur

Verenigde Naties aanvaardden de aanbevelingen van NASA in februari 2007 Na vier jaar discussie


2008-05-16

Amorgroep: kruisen de aardbaan niet a > 1.0 AE q >= 1.017 AE (= aphelium aarde) Q <= 1.3 AU (= perihelium Mars) 433 Eros ontdekt in 1898 33 x 10.2 x 10.2 km 1221 Amor ontdekt in 1932 Bram Dorreman Aquila Lommel

7

Bram Dorreman

17/05/2008

Apollo’s

Aten’s

Apollo’s: kruisen de aardbaan

a

> 1.0 AE q <= 1,017 AE (= aphelium aarde)

1862 Apollo eerste van de groep ontdekt in 1932


2008-05-16

a

< 0,983 AE q < 0,983 AE (= perihelium Aarde)

1998 DK36 eerste van de groep ontdekt in 1998


2008-05-16


Aardscheerder ontdekt 2004-06-19 Door Roy Tucker, David Tholen, Fabrizio & Bernardi Q = 1.099 AE q = 0.746 AE i = 3.331° Afmetingen: ~ 250 m (geschat) M = 2 x 1010 kg (geschat) Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Apophis baanstudie

2008-05-16

Satellieten

2062 Aten eerste van de groep ontdekt in 1976

99942 Apophis

IEO = Interior Earth Objects geheel binnen de aardbaan (wordt Aphohele genoemd)

a < 1,0 AE q > 0,983 AE (= perihelium Aarde)

2008-05-16

IEO’s

Atens: kruisen de aardbaan

Yarkovsky effect beschrijving

Internationale gemeenschap: Gebruik de passage in 2012 om Apophis’ baan beter te leren kennen Ook de evolutie van de nauwkeurigheid van de baan Speelt het Yarkovsky effect een rol


2008-05-16

Een niet gravitationeel effect Dat ontstaat door asymmetrische heruitstraling van zonlicht Op het oppervlak van een roterend lichaam Dat kan leiden tot een beduidende baanevolutie van lichamen < 1 km


8

Bram Dorreman

17/05/2008

Yarkovsky

Yarkovsky effect schema

Yarkovsky (1844-1902) Voorspelde dit effect eind 19e eeuw Voor het eerst waargenomen bij 6489 Golevka Van 1991 – 2003: 15 km afwijking op 12 jaar


2008-05-16


2008-05-16

HBvL bericht

Wetenschappelijker werk

16/04 13-jarige corrigeert NASA Kans van botsing van Apophis met aarde is niet 1 op 45 000 maar 1 op 450 NASA heeft de fout toegegeven Waar kwam dat bericht echt vandaan? Het Duitse Boulevardblad “Bild” Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Informatievervorming

Vertrouw een dagblad niet zomaar Verifieer bij de vakpers Wees wantrouwig bij sensationele berichtgeving

2008-05-16

Satellieten

Verificatie van dit bericht leverde op: Don Yeomans: er is geen contact geweest met die jongen Apophis passeert de geostationaire gordel op 51000 km afstand (+ of – 1500 km) Zie volgend plaatje. Bram Dorreman Aquila Lommel

2008-05-16

Conclusie

Schematisch 1. Straling van oppervlak 2. Prograde rotatie van planetoïde 2.1 Namiddagzijde van de planetoïde 3. Baan van de planetoïde 4. Straling van de zon


2008-05-16

Frank Spahn, Potsdam universiteit: Legde 3- en 4-lichamen probleem uit Mocht op TV uitleggen maar moest voortijdig weg Zag later het TV programma. Klopte e.e.a. Niet Niemand had blijkbaar bij NASA geverifieerd Bram Dorreman Aquila Lommel

9

Ruimteschroot & Ruimtepuin

Recommend Documents