Kunstmaan

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Bioscoopjournaal uit 1957 over de Spoetnik 1 eerste satelliet, met uitleg over kunstmanen.

Een kunstmaan of satelliet is een door mensen gemaakt object in een baan om een hemellichaam. Kunstmanen zijn onbemande toestellen die door de mens in een baan zijn gebracht. Natuurlijke manen zijn meestal objecten met de structuur van een kleine planeet of planetoïde die door de zwaartekracht van de planeet in hun baan worden gehouden.

Historie en heden[bewerken]

De eerste satelliet die in een baan om de aarde werd gebracht is de Spoetnik 1 van de Sovjet-Unie op 4 oktober 1957. Vaak wordt deze datum gezien als het begin van het ruimtevaarttijdperk. De eerste Amerikaanse satelliet die in een baan om de aarde geplaatst werd was de Explorer 1.

De eerste satelliet in een baan rond Mars was de Amerikaanse Mariner 9 op 13 november 1971, slechts enkele weken later gevolgd door de Mars 2 en de Mars 3 (27 november en 2 december 1971) van de Sovjet-Unie.

Sinds het begin van de ruimtevaart hebben meer dan 4900 satellietlanceringen plaatsgevonden, die ongeveer 6600 satellieten in een baan om de aarde hebben gebracht. Daarvan cirkelen nu nog 3600 om de aarde[1]. Van deze satellieten verkeren in 2014 ruim 1200 in operationele toestand[2].

Classificatie[bewerken]

Afhankelijk van de toepassing kunnen satellieten als volgt worden geclassificeerd:

Een aparte categorie vormen de ruimtestations die in zekere zin ook satellieten zijn.

Satellieten worden ook geclassificeerd naar massa (inclusief brandstof):

  • Minisatelliet of gewoon "kleine satelliet": 100 tot 500 kg
  • Microsatelliet: 10 tot 100 kg
  • Nanosatelliet: 1 tot 10 kg
  • Picosatelliet: 100 g tot 1 kg
  • Femtosatelliet: 10 tot 100 g - bevinden zich in de testfase

Een of meer (zeer) kleine satellieten worden soms aanvullend, met dezelfde draagraket, gelanceerd bij de lancering van een gewone satelliet (meeliften, piggyback ride), zie bijvoorbeeld de eerste lancering van de Antares raket. Verder is bijvoorbeeld in ontwikkeling raket LauncherOne die eerst met de White Knight Two op 15 km hoogte wordt gebracht en vandaar gelanceerd wordt (zie ook hieronder); afhankelijk van de baan waarin een satelliet moet worden gebracht, kan deze een satelliet van 100 tot 250 kg lanceren[3]. Ook in ontwikkeling is de SWORDS, een kleine raket die vanaf de grond een satelliet van 25 kg kan lanceren.[4]

Lancering[bewerken]

De traditionele manier om een satelliet in een baan om de aarde te brengen is door middel van een lanceerraket, zoals de Europese Ariane-raket. Afhankelijk van de voortstuwingskracht van de raket en van het gewicht van de satellieten, kunnen soms meerdere satellieten tegelijk gelanceerd worden. Na de lancering komt een satelliet meestal in een tijdelijke overgangsbaan, om daarna door zijn eigen motor naar de gewenste definitieve baan te worden gestuwd.

Een andere manier om satellieten in de ruimte te brengen, is ze aan boord van een ruimteveer mee te nemen en in de ruimte uit te zetten, zoals met de Hubble-ruimtetelescoop is gebeurd.

Een raket kan ook vanaf een vliegtuig gelanceerd worden, dat de raket tot op een grote hoogte (ongeveer 12 kilometer) brengt en daar lanceert. Dit heeft als voordeel dat de raket zelf kleiner, en dus goedkoper, kan zijn, omdat ze slechts een deel van de zwaartekracht van de aarde moet overwinnen. De commerciële ruimtevaartfirma Orbital voert dergelijke lanceringen uit met de Pegasusraket die vanaf een Lockheed L-1011 TriStar wordt gelanceerd.

Plaatsing[bewerken]

Een satelliet kan in een geostationaire of niet geostationaire baan om de aarde worden gebracht. Een geostationair geplaatste satelliet hangt op een hoogte van ongeveer 36.000 km op een vast punt boven de evenaar. Op die hoogte is de omlooptijd van de satelliet namelijk exact gelijk aan de rotatiesnelheid van de aarde om haar eigen as (ongeveer 24 uur). Het idee van geostationaire kunstmanen werd oorspronkelijk door de sciencefictionschrijver Arthur C. Clarke geopperd. Geostationaire satellieten zijn bij uitstek geschikt voor observatie en telefoon- en andere communicatieverbindingen, omdat antennes op aarde naar een vast punt gericht kunnen blijven. Wel is de vertraging in de communicatie iets groter (ongeveer 0,25 seconde) dan voor een satelliet in een lagere baan. Ook staat op zeer hoge breedtegraden (dicht bij de polen) de satelliet nauwelijks boven de horizon.

Een niet-geostationair geplaatste satelliet beweegt met een bepaalde snelheid ten opzichte van het aardoppervlak. Dit komt doordat de hoeksnelheid van de kunstmaan groter (op lage hoogte) of kleiner (op grote hoogte) is dan de hoeksnelheid van de aardrotatie. Voor elke cirkelbeweging van een kunstmaan dient de middelpuntzoekende kracht gelijk te zijn aan de zwaartekracht. Naarmate de baan hoger is, is de zwaartekracht lager. Als gevolg daarvan is in hogere banen de baansnelheid lager.

Satellietbanen kunnen cirkelvormig of elliptisch zijn, met de aarde in een brandpunt van de ellips. In een cirkelvormige baan blijft de satelliet altijd even hoog boven het aardoppervlak; een ellipsvormige baan wordt gekenmerkt door de laagste hoogte (het perigeum) en de grootste hoogte (het apogeum). De omlooptijd van de satelliet is de tijd nodig om één volledige baan uit te voeren; hierbij geldt dat hoe hoger de satelliet zich boven het aardoppervlak bevindt, hoe langer de omlooptijd is.

Daarnaast wordt een satellietbaan gekenmerkt door de inclinatie, dat wil zeggen, de hoek ervan met de evenaar. Een polaire baan staat loodrecht op de evenaar (inclinatie 90°) en loopt dus over de twee polen; dit heeft als voordeel, dat de satelliet het volledige aardoppervlak kan overvliegen en observeren. Dit is onder meer het geval voor de commerciële satelliet IKONOS die gedetailleerde beelden van elk deel van de aarde kan maken. Geostationaire satellieten hebben een inclinatie van 0° (ze blijven boven de evenaar).

Ongevallen[bewerken]

  • Op dinsdag 10 februari 2009 botsten op 780 kilometer hoogte boven Siberië een Russische communicatiesatelliet (Cosmos 2251 (93-036A)) en een Amerikaanse communicatiesatelliet (Iridium 33 (97-051C))op elkaar. Beide satellieten vielen in brokstukken uiteen en verbrandden in de dampkring. Het ISS-ruimtestation, dat in een lagere baan om de aarde draait, heeft geen last van de brokstukken gehad.

Zie ook[bewerken]

Externe links[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties