Icon up Overzicht

Satellieten en ruimtestations, wat doen die voor ons?

Onderwerp: Kracht en beweging

Het allereerste ruimtestation was gemaakt van bakstenen, was cirkelvormig, had een diameter van ongeveer 60 meter en werd gebruikt voor navigatie. De Amerikaanse dominee Edward Everett Hale lanceerde in 1869 deze uit de kluiten gewassen satelliet, inclusief een aantal mensen aan boord. Bijna 150 jaar later zwerven er door de onmetelijke ruimte meer dan 8000 voorwerpen die door de mens zijn gemaakt. Ze voorzien ons onder meer van plaatjes voor Google Maps, gegevens voor onze TomTom ontvanger en bewegende TV-beelden tijdens de Olympische Spelen. Maar wat voor creaties vind je allemaal in de ruimte? Hoe werken ze precies? Wat is hun nut? Op welke manier komen ze daar zo hoog in de lucht? En nog belangrijker, hoe blijven ze daar? Reden genoeg om eens een spreekwoordelijke blik omhoog te werpen!

Satellieten (ook wel: kunstmanen) zijn door de mens gemaakte objecten, die in een baan om een planeet (meestal de aarde) zweven. Van de duizenden voorwerpen die door de ruimte vliegen is echter het grootste deel afval, van afgedankte satellieten tot een door een astronaut kwijtgeraakte handschoen. De ruim 500 nog werkende satellieten in de ruimte vind je in diverse soorten en maten, waarbij dit de belangrijkste zijn:

  1. Ruimtetelescopen buiten de dampkring hebben geen last van bewolking of luchtvervuiling. Ze worden bijvoorbeeld gebruikt om zwakke elektromagnetische straling uit de ruimte te detecteren, of te zoeken naar zogeheten gravitatiegolven. Een bekende ruimtetelescoop is de Hubble;
  2. Om informatie over lange afstanden van de ene plek op aarde naar de andere te sturen, wordt vaak gebruik gemaakt van communicatiesatellieten. Het gaat dan bijvoorbeeld om TV-signalen, telefoongesprekken of internetverkeer. De bekende schotelantennes, die je vaak op huizen en flats ziet staan, vangen meestal signalen van de ASTRA satellieten op;
  3. Met behulp van een navigatiesatelliet (Figuur 1a) kun je op aarde je huidige positie bepalen. Het meest gebruikte systeem is het Amerikaanse GPS, waarmee je je positie tot op 15 meter nauwkeurig kunt bepalen, genoeg voor bijvoorbeeld TomTom. Momenteel is de Europese Unie haar eigen systeem Galileo aan het bouwen dat tot op de millimeter (!) nauwkeurig moet worden;
  4. Met een spionagesatelliet kun je stiekem je ‘vijand’ bekijken, zonder dat die daar erg in heeft. Bijna alle grote landen in de wereld hebben wel ´e´en of meer van deze satellieten, die met een hoge nauwkeurigheid foto’s kunnen maken. Omdat het bij deze satellieten meestal om geheime militaire projecten gaat, is er relatief weinig over bekend;
  5. Weersatellieten worden gebruikt om inzicht te krijgen in veranderingen in het weer en het klimaat, bijvoorbeeld met behulp van foto’s als in Figuur 1b. Informatie over de aanwezigheid en samenstelling van wolken zijn natuurlijk nuttig voor weersverwachtingen, maar daarnaast komen we meer te weten over sneeuwdikten, luchtvervuiling, (bos)branden, asregens bij vulkaanuitbarstingen, enzovoort;
  6. Websites als Google Maps maken gebruik van beelden van observatiesatellieten. Deze doen min of meer hetzelfde als spionagesatellieten, alleen dan voor niet-militaire doeleinden. Op verzoek van de Nederlandse overheid heeft Google trouwens bijvoorbeeld vliegvelden en marinehavens in Nederland ‘vaag’ (slecht zichtbaar) gemaakt. Zoek maar eens op Google Maps naar vliegveld Twente!

(a) Een GPS-satelliet. (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:GPS_Satellite_NASA_art-iif.jpg). (b) Foto van orkaan door weersatelliet. (http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:Hurricane_Elena.jpg).

Als een satelliet niet goed (meer) functioneert, kan een land besluiten deze vanwege mogelijke milieuschade of om strategische redenen te vernietigen. Zo schoot China een tijdje geleden nog een oude weersatelliet uit de lucht, en vernietigden de VS begin vorig jaar met een raket een kapotte spionagesatelliet. En soms is er per ongeluk een botsing: in februari 2009 vlogen boven Siberië een Russische en een Amerikaanse communicatiesatelliet op elkaar. Beide satellieten vielen in brokstukken uiteen, en zullen waarschijnlijk in de dampkring verbranden.

Een relatief grote satelliet die permanent wordt bewoond door mensen, noemen we ook wel een ruimtestation. Bekende voorbeelden van ruimtestations zijn het International Space Station (ISS, zie figuur 2a), waar ook Nederland aan meewerkt, en het oude Russische station MIR, dat men een paar jaar geleden heeft afgedankt en laten neerstorten in een oceaan op aarde. Een ruimtestation kan zichzelf nauwelijks voortbewegen en kan niet landen op aarde; in plaats daarvan worden voertuigen gebruikt die de stations bevoorraden, zoals de welbekende Space Shuttle. In figuur 2b zie je zo'n Space Shuttle, terwijl hij een 'lift' naar huis krijgt van een speciale Boeing 747, nadat de Shuttle ergens een tijdje in reparatie was geweest. Als een Space Shuttle echt de ruimte ingaat, dan doet hij dat helemaal op eigen kracht.

(a) International Space Station (ISS). (http://nl.wikipedia.org/wiki/Bestand:ISS_March_2009.jpg). (b) Space Shuttle vervoerd met vliegtuig. (http://en.wikipedia.org/wiki/File:Atlantis_on_Shuttle_Carrier_Aircraft.jpg).

In een ruimtestation wordt onderzoek gedaan naar de invloed van de zwaartekracht op allerlei zaken, zoals planten, schimmels, kristallen en het menselijk lichaam. In een ruimtestation ondervind je immers geen zwaartekracht. Maar wat is het nut van de experimenten? Leveren ze wetenschappelijke doorbraken op, meer kennis over het heelal en nieuwe technologieën, zoals je zo vaak hoort? Teflon, waar de anti-aanbaklaag in pannen van wordt gemaakt, hebben we toch ook te danken aan de ruimtevaart? Helaas is dat voorbeeld een fabeltje! Teflon werd al jaren voor de eerste ruimtevlucht uitgevonden. Het klopt wel dat teflon veel gebruikt werd in de ruimte, en dat door de groeiende vraag de productie een stuk beter en goedkoper werd. De Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA of de Europese ESA hebben echter geen enkele reden om dat fabeltje de wereld uit te helpen, omdat het sterk tot de verbeelding spreekt. Wetenschappers en andere critici beweren namelijk steeds vaker dat ruimtevaart helemaal geen wetenschappelijke vooruitgang oplevert. Volgens hen is het vooral een mooi avontuur, een stukje prestige en nationale trots. In ieder geval een duur avontuur, want volgens een ruime schatting kost bijvoorbeeld het hele ISS in totaal meer dan 100 miljard euro!

Tenslotte

Tot zover deze korte introductie op satellieten en ruimtestations. Met de onderstaande opgave kun je kijken of je met het principe van de middelpuntzoekende kracht kunt rekenen. Oh, en trouwens... het bakstenen ruimtestation van die Amerikaanse dominee? Dat bestond alleen in zijn fantasie, en zijn futuristische boek 'The Brick Moon' uit 1869. Het duurde tot 1957 voordat de Russen daadwerkelijk de eerste satelliet de ruimte in schoten, een jaar later gevolgd door de Amerikanen. Het eerste échte ruimtestation liet op zich wachten tot begin jaren '70, vlak na de Amerikaanse landing op de maan. Zo zie je maar: je fantasie brengt je in ieder geval overal!

Bronnen

[1] The Brick Moon, Wikipedia, the free encyclopedia. April 2008.
[2] Satellite, Wikipedia, the free encyclopedia. April 2008.
[3] From Brick Moon to space laboratory, European Space Agency. November 2006.
[4] Ruimteavontuur. Wat heeft de ESA in het heelal te zoeken? Job van der Wagt. Intermediair 14. April 2008.
[5] Teflon-mythe, Intermediair. Juni 2007.