Slimme oplossing voor ruimtepuin gevonden

Share Button

Ruimtevaart wordt steeds gevaarlijker door de enorme hoeveelheid zwevende brokstukken in een baan om de aarde. Het is een kwestie van tijd, denken deskundigen, voordat de eerste satelliet wordt vernietigd door een brok metaal dat kilometers per seconde beweegt. Gelukkig heeft NASA nu een eenvoudige oplossing gevonden om af te rekenen met ruimtepuin: een remlaser op aarde om brokstukken neer te halen.

De Kessler-catastrofe
Lanceringen brengen steeds meer ruimtepuin in een baan om de aarde, variërend van lege rakettrappen en defecte satellieten tot rondzwervende verfsplinters. NASA-wetenschapper Donald Kessler waarschuwde in 1978 al voor een aankomende catastrofe: het Kessler syndroom. Als twee brokstukken elkaar met hoge snelheid raken, spatten ze in een groot aantal kleinere brokstukken uiteen. Hierdoor wordt de kans veel groter dan er ook andere brokstukken worden geraakt. er ontstaat een kettingreactie van botsingen. Het uiteindelijke resultaat is een wolk van minuscule micrometeorieten die elk met vele kilometers per seconde bewegen en in de lege ruimte nooit worden afgeremd (zoals op aarde zou gebeuren). Ruimteschepen en satellieten die zich in deze gordel wagen, worden doorzeefd door een spervuur van minuscule kogels.  Zou het zover komen, dan wordt de mens dus voor heel lange tijd op aarde opgesloten. Volgens sommigen is het al zover. Zo moet de Europese satelliet Envisat zestig procent van de tijd uitwijken voor brokstukken van één botsing: die tussen de satellieten Iridium 33 en Cosmos 2251.
Kortom: we kunnen maar beter snel beginnen met de grote schoonmaak, voor de ruimte boven ons één grote kosmische schietbaan wordt.

Remmen met een laser
Dat je met een laser gaten kan boren en dingen smelten is bekend.

Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.

Door een brokstuk met een laser af te remmen komt het in een lagere baan.

Minder bekend is dat elektromagnetische straling (waaronder licht uit een laser) een bepaalde druk kan uitoefenen. Lichtdeeltjes hebben namelijk net als alle fysische objecten een impuls (massa maal snelheid, in het geval van licht h/golflengte). Zonnezeil-ruimteschepen maken gebruik van dat effect: de druk van het zonlicht versnelt het ruimtescheepje zeer langzaam, maar gestaag, in principe zelfs tot in de buurt van de lichtsnelheid. Andersom, afremmen dus, werkt ook. Van dit principe maakt de NASA-methode gebruik. Door een aanvliegend brokstuk met een laser te beschieten, wordt dit afgeremd. Hoe lager de snelheid van iets dat in een baan om bijvoorbeeld de aarde draait, hoe lager de omloopbaan. Het gevolg is dat het brokstuk gaat dalen en in de aardse atmosfeer terecht komt waar het opbrandt.

Star Wars
Er is één probleem met dit plan. De Russen en Chinezen zullen niet blij zijn met dit apparaat, dat verdacht veel weg heeft van Ronald Reagan’s Star Wars project: een laser-gebaseerd verdedigingssysteem tegen kernraketten. Daarom stellen de bedenkers van het plan, NASA-onderzoeker James Mason met enkele collega’s, voor om hier een relatief zwakke laser voor te gebruiken van vijf kilowatt. De laser bestookt elk brokstuk voor ongeveer twee uur per dag en kan ongeveer tien brokstukken tegelijkertijd aanpakken.

Vijf kilowatt is ongeveer het vermogen van drie zware stofzuigers; onvoldoende om een vijandelijke satelliet (laat staan een kernraket) uit te schakelen. Zowel de VS als de Russen en de Chinezen beschikken over veel zwaardere lasers om satellieten en vijandelijke kernraketten mee uit de lucht te schieten. Volgens Mason kan dit project voor minder dan een miljoen dollar gerealiseerd worden. De laser zou bekostigd en bemand moeten worden door technici uit diverse ruimtevarende naties. Hoe het ook zij, dit is duidelijk één van de meest veelbelovende ideeën tot nu toe om het netelige ruimteafval-probleem aan te pakken…

Bronnen
ArXiv Blog
ArXiv
NASA

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

3 reacties

  1. Lennart schreef:

    Klinkt goed. Ik twijfelde er even aan of het quantitatief wel effectief zou zijn, maar 5000 W komt overeen met 1.7e-5 N en daarmee kan je in 2 uur een voorwerp van 10 gram vertragen met 43 km/h. Met genoeg lasers kan dit werken.

    In ieder geval werkt het sneller dan het Poynting–Robertson effect. ;)

  2. Ast schreef:

    Mogelijk goed idee, maar vraag me af of de laser geen invloed gaat hebben van de aardse atmosfeer, mogelijk beter één laser en die net in low orbit plaatsen, als het vermogen werkelijk zo laag is kan die makkelijk gevoed worden uit zonnepanelen

  1. 12 april 2011

    […] schietbaan, die ons wellicht op aarde op zal sluiten. Al eerder beschreef Visionair een idee waarbij brokken ruimtepuin met behulp van lasers worden afgeremd.Probleem hierbij is dat dit voor kleinere brokken (waar er vele malen  meer van zijn) niet […]

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger