Ruimtevaart Elke dag vallen circa drie satellieten terug in de atmosfeer. Grotere brokstukken kunnen een risico opleveren. Maar hoe voorspel je waar die terechtkomen?
Sediment in een Chileense gletsjer. In 2024 troffen Poolse onderzoekers ongekend hoge concentraties plutonium aan, waarschijnlijk afkomstig van de reactor in de Sovjet-satelliet Mars-96.
Met een seismograaf kun je behalve aardbevingen ook de bovenkant van de atmosfeer onderzoeken. Dat bewezen twee aardwetenschappers aan de Johns Hopkins universiteit in Maryland. Ze gebruikten 127 gevoelige aardbevingssensoren, verspreid over Californië, om de baan van neerstortend ruimtepuin in kaart te brengen. Aan de hand van luchtschokken, zo schrijven de onderzoekers in Science, kan afval uit de ruimte sneller worden gelokaliseerd en opgeruimd.
Dat is niet alleen vernuftig, maar ook hard nodig. Gemiddeld storten er drie uitgerangeerde satellieten per dag de atmosfeer in, en volgens een ESA-rapport over ruimtepuin neemt dat alleen maar toe. Tijdens een zogeheten re-entry komen brokstukken met een enorme snelheid in contact met de hoogste lagen van de atmosfeer, waarbij ze zo veel luchtwrijving ondervinden dat ze opbranden: een soort vallende ster.
Als het materiaal echter groot of stevig genoeg is, kan het de vernietigende tocht door de atmosfeer overleven en op aarde neerstorten. Dat kan gevaarlijk zijn voor mens en natuur, aldus Constantinos Charalambous, co-auteur van het onderzoek. „Het risico dat er een satelliet op iemands hoofd terechtkomt is klein, maar het kan wel het lokale luchtruim platleggen. Daarnaast heeft een klein deel van de satellieten gevaarlijke stoffen aan boord. Vorig jaar vonden onderzoekers nog radioactief plutonium in een Chileense gletsjer: hoogstwaarschijnlijk afkomstig van ruimtepuin.”
Onbemand ruimteschip Jules Verne brandt op in de atmosfeer. ESA vloog met een gespecialiseerd vliegtuig langszij en verzamelde deze beelden.
„Het is nogal een opgave om te voorspellen waar zoiets landt”, vertelt Marco Langbroek, docent Lucht- en Ruimtevaart aan de TU Delft. „De banen van satellieten zijn ontzettend variabel, en worden door het minste of geringste verstoord. Zelfs enkele uren voor een re-entry is het nog ontzettend moeilijk om te voorspellen waar die plaatsvindt. En als een brokstuk eenmaal in de atmosfeer belandt, breekt het ook nog eens in duizend stukjes. Hoe al die fragmenten door de lucht tuimelen is haast onmogelijk te modelleren.”
Om zo’n supersonisch stuk schroot toch te traceren gebruikten de Amerikaanse onderzoekers 127 seismografen in Californië, verspreid tussen Los Angeles en Las Vegas. Die detecteerden in april 2024 meerdere schokgolven hoog in de atmosfeer. De oorzaak bleek de Chinese Shenzhou 15-capsule, die met vijfentwintig maal de geluidssnelheid door de atmosfeer denderde. Door op verschillende plekken te meten wanneer die schokgolven het aardoppervlak bereikten, konden de onderzoekers de baan van het object herleiden én bepalen in hoeveel stukken het uiteenviel.
Langbroek vindt de methode veelbelovend. „Vroeger moest je om dit soort puin te bestuderen een vliegtuig met camera’s hoog in de atmosfeer laten vliegen, en daarmee een neerstortende satelliet filmen. ESA heeft dat ook echt gedaan, in 2008. Het is mooi om te zien dat de seismische methode deze re-entry nu minstens even goed in kaart brengt.”
Creatief omgaan met seismografen is Charalambous niet vreemd. Hij deed eerder onderzoek naar bevingen op Mars met slechts één seismograaf: die had Marslander Insight in 2018 op het oppervlak van de rode planeet afgeleverd. „Daar merkten we op dat meteorietinslagen steevast gevolgd werden door een luchtschok, die dan weer op de seismografen verscheen. Die ervaring heeft ons getraind om heel efficiënt om te gaan met dit soort data. De Shenzhou-crash was een uitgelezen kans om onze kennis over te dragen.”
Op de hoogte van kleine ontdekkingen, wilde theorieën, onverwachte inzichten en alles daar tussenin
Source: NRC