satellieten

De kernproef Starfish Prime heeft naast kapotte elektronica op Hawaii, waarschijnlijk ook meerdere satellieten geroosterd.

‘Zware zonnestorm kan satellieten voor tien jaar lamleggen’

Een zware zonnestorm beschadigt niet alleen de infrastructuur op aarde, maar laat ook een erfenis achter die gedurende een aantal jaren weinig heel laat van satellieten. Zijn we bestand tegen de gevolgen van een satellietloos tijdperk?

Tien jaar straling

Als de zon een grote wolk geladen deeltjes richting aarde uitstoot, worden hierdoor onze stroomnetwerken lamgelegd en satellieten doorgebrand. Maar daar blijft het geenszins bij. Nieuwe berekeningen wijzen uit dat een mega-zonnestorm een langdurig stralingsprobleem veroorzaakt op de hoogte waar de meeste satellieten zich bevinden, low earth orbit. Deze straling bedreigt de werking van satellieten tot een decennium na de zonnestorm. Dit gebeurt doordat de zonnestorm de binnenste Van Allen-gordel ontwricht – een natuurlijke buffer van geladen deeltjes die de aarde omringt tot een afstand van vier maal de diameter van de planeet.

Omdat dit plasma zo dicht is, kunnen zich geen elektromagnetische golven vormen die anders elektronen opzwepen en zo veranderen in gevaarlijke straling. Dit plasma beperkt de hoeveelheid straling in de binnenste Van Allen gordel die de aarde omringt en maakt hiermee het gebruik van satellieten mogelijk.

Storm van 2003 vaagde plasmawolk grotendeels weg

De kernproef Starfish Prime heeft naast kapotte elektronica op Hawaii, waarschijnlijk ook meerdere satellieten geroosterd.
De kernproef Starfish Prime heeft naast kapotte elektronica op Hawaii, waarschijnlijk ook meerdere satellieten geroosterd.

Er is al eerder waargenomen dat zonne-uitbarstingen deze wolk aantastten. Zo bracht in oktober 2003 een zware zonnestorm de plasmawolk terug tot slechts twee maal de straal van de aarde. Als we weer te maken krijgen met een enorme zonnestorm zoals in 1859 – die zelfs met de toenmalige primitieve elektronica, weinig heel liet van telegraafstations – zal er vermoedelijk vrijwel niets over blijven van deze beschermende wolk.

Satellieten veranderd in ruimteschroot

Yuri Shprits van de Californische universiteit UCLA in Los Angeles simuleerde met zijn team hoe een dergelijke grote storm de straling rond de aarde zou beïnvloeden. Ze ontdekten dat als de wolk afwezig was, elektromagnetische golven de elektronen in de binnenste stralingsgordel tot ongekende snelheden kon opzwepen – met vernietigende gevolgen voor de gevoelige elektronica in satellieten. De elektronen kunnen zich ophopen en zo hoge statische elektriciteitsspanningen veroorzaken, wat weer kortsluiting veroorzaakt. Kortom: satellieten worden zo in korte tijd al veranderd in nutteloos ruimteafval. De oplossing: satellieten en permanent bemande ruimtestations, zoals het ISS, voorzien van een dikke wand, aldus Shprits.

Kernproef

De binnenste van Allen-gordel is het sterkst rond 3000 km boven de evenaar, hoger dan LEO. Op hogere breedtegraden bereikt de binnenste van Allen-gordel lagere hoogten en worden door satellieten doorkruist. Hebben de elektronen eenmaal deze snelheid, dan blijven ze lang actief in de gordel. In 1962 voerden de Amerikanen een kernproef uit in de ruimte, waardoor low earth orbit vol werd gepompt met snelbewegende elektronen, Waarschijnlijk heeft de kernproef Starfish Prime zo verschillende satellieten (voornamelijk hun eigen) vernield, naast de nodige problemen door EMP op Honolulu.

Bron

Y. Shprits et al., Profound change of the near-Earth radiation environment caused by solar superstorms, Space Weather (2011)

Telstar was de eerste commerciële communicatiesatelliet ooit. Het begin van het moderne communicatietijdperk? Bron: Wikimedia Commons

Wanneer is het informatietijdperk begonnen?

Tegenwoordig leven we in het informatietijdperk. Overal krijgen we in meer of mindere mate informatie tot ons. En als we Prof. Dr. Gerardus ’t Hooft mogen geloven staan we pas aan het begin van een grote verandering op het gebied van informatie en technologie. Het informatietijdperk zal volgens hem nog echt goed op gang moeten komen.

Telstar was de eerste commerciële communicatiesatelliet ooit. Het begin van het moderne communicatietijdperk? Bron: Wikimedia Commons
Telstar was de eerste commerciële communicatiesatelliet ooit. Het begin van het moderne communicatietijdperk? Bron: Wikimedia Commons

Informatieverslaving
Toch zie je al de overduidelijke impact van allerlei informatietechnologieën op onze samenleving. Er zijn dan ook mensen die neigingen beginnen te vertonen die lijken op een verslaving. Ze zijn niet een meester van de technologie, maar meer een slaaf.  Internet, televisie en videogames kunnen net zo verslavend zijn als drugs.

Wanneer begon het informatietijdperk?
Het is wel duidelijk wat de grote impact van informatietechnologie en massamedia op samenlevingen wereldwijd is. Maar wanneer is nu precies het informatietijdperk begonnen? Daar zijn verschillende opvattingen over mogelijk. Veel mensen associëren informatietechnologie met computers en internet. Er is echter nog een massamedium die er eerder was en grote impact heeft op de samenleving: de televisie. Maar is het informatietijdperk begonnen met de opkomst van de televisie? Je zou inderdaad kunnen stellen dat het informatietijdperk is begonnen met de opkomst van dit apparaat. Alleen heb je aan een televisietoestel zelf nog weinig. Je bent ook een televisiesignaal nodig en vooral ook een systeem waarmee het mogelijk is het televisiesignaal wereldwijd te kunnen distribueren. Een belangrijke datum is 10 juli 1962. Op deze datum is de eerste commerciële communicatiesatelliet de Telstar 1 gelanceerd. In de dagen erna werden ook de eerste rechtstreekse trans-Atlantische televisie-uitzendingen gedaan. Gedurende de korte levensduur van de Telstar 1 zorgde deze voor 400 transmissies waaronder telefoon- en televisietransmissies. Verder was deze lancering ook het eerste geslaagde commerciële ruimtevaartproject. Interessant weetje is dat de voetbalclub Telstar ook naar deze communicatiesatelliet is vernoemd. Je zou kunnen stellen dat het informatietijdperk met de lancering van de Telstar 1 is begonnen.

Communicatiesatellieten
Sindsdien is het belang van communicatiesatellieten alleen nog maar groter geworden. Zonder communicatiesatellieten zou onze hedendaagse informatiesamenleving niet mogelijk zijn. Satellieten zorgen er namelijk voor dat er een wereldwijd communicatiesysteem mogelijk is. Je zou het kunnen beschouwen als het digitale zenuwstelsel van de mensheid. Informatie die we ontvangen en versturen kunnen via allerlei omwegen van verzender naar ontvanger gaan. En kan een afstand van duizenden kilometers hebben afgelegd zonder dat we dit zelf doorhebben. Zo normaal vinden we het dat het er is zonder goed te beseffen hoe bijzonder het eigenlijk is.

Overigens is het principe van een wereldwijd communicatiesysteem middels satellieten afkomstig van de Engelse sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke. In het boek ‘In Wireless World’ uit 1945 beschrijft hij dit idee. Tijdens het werken aan een radarnetwerk voor de Engelse luchtverdediging ontdekte hij het principe van de geostationaire baan. Aan de hand hiervan ontwikkelde hij het idee van een wereldwijd communicatiesysteem en met de lancering van de Telstar 1 werd de werking van dit idee in de praktijk aangetoond.

Dat communicatiesatellieten van groot belang en zelfs van strategische waarde zijn, is ook bij hackers doorgedrongen. Er zijn zelfs hackers met een plan om communicatiesatellieten te lanceren om een eigen satellietcommunicatiesysteem op te zetten. Op die manier willen ze overheidscensuur omzeilen.

Bronnen:

  • www.wikipedia.nl
  • Boek ‘Uitvindingen van de 20ste eeuw’