Hvor gamle satellitter går hen for at dø

Meteosat-7, EUMETSATs ældste operationelle meteorologiske satellit, i morgen begynder sin sidste rejse til den store kirkegårdsbane på himlen.

Efter næsten 20 års tjeneste - en bemærkelsesværdig bedrift, givet dens forventede levetid på fem år – vil der blive udført en række manøvrer for at tage satellitten ud af dens nuværende geostationære kredsløb, 36, 000 km over jorden, til sit nye og sidste hvilested.

Så, hvad er "kirkegårdsbanen, " hvorfor har vi brug for en, og hvordan kommer Meteosat-7 dertil?

Befolkningsvækst fører til frygt for sundhed og sikkerhed

I dag, tusindvis af satellitter flyver på forskellige typer af baner rundt om Jorden.

Da satellitter har en begrænset levetid, der skal sørges for, at rumfartøjer, der ikke længere er operationelle og kan styres fra Jorden, ikke udgør nogen risiko for andre, der deler det samme rum.

Satellitter i lavt kredsløb om jorden – som EUMETSATs Metop-rumfartøj, som kredser om planeten i en højde af 817 km på en sti, der fører dem over polerne - er i dag forpligtet til at reservere nok brændstof ved slutningen af ​​deres tjeneste til at gøre det muligt for operatører at manøvrere dem til et lavere kredsløb, som vil få dem til at komme ind igen og brænde op i Jordens atmosfære inden for 25 år.

Imidlertid, som EUMETSAT Flight Dynamics Engineer Milan Klinc forklarede, dette er et umuligt end-of-life scenario for geostationære satellitter, som Meteosat-7 og de mere moderne Meteosat Second Generation Satellites (MSG), kredser om Jorden i en højde af 36, 000 km.

"Ingen satellitter kan komme tilbage til jordens atmosfære derfra, " sagde Klinc.

"Det ville kræve, at satellitten bærer for meget drivmiddel - det ville være for tungt.

"Det bedste, de kan gøre, er klart at øge satellittens højde."

Beskyttelse af det geostationære kredsløbsområde

"Krevgårdsbanen" er ikke en egentlig bane, men hellere, en region, hvor gamle satellitter ikke vil udgøre en trussel for dem, der stadig er i drift. Denne beskyttede region er blevet sat i geostationær højde (36, 000 km) plus 200 km, Klinc forklarede.

I første omgang, denne løsning blev nået efter aftale mellem forskellige rumorganisationer. Imidlertid, det blev mere formelt gennem en anbefaling fra Inter-Agency Space Debris Coordinating Committee (IADC), som er en international, regeringsforum, der koordinerer aktiviteter relateret til spørgsmålene om menneskeskabt og naturligt rumaffald.

Nu, der er en International Organisation for Standardization (ISO) standard vedrørende afbødning af rumaffald, som skal følges.

"Du skal målrette, med 90 procent sandsynlighed, at du vil rydde denne 200 km plus region, " sagde Klinc.

"Vi vil højst sandsynligt nå 500 km til 600 km over den geostationære beskyttede region med Meteosat-7."

Når først satellitten har nået en sikker afstand fra det geostationære beskyttede område, Der vil blive truffet forebyggende foranstaltninger for at minimere potentialet for, at satellitten går i stykker i fremtiden.

Disse foranstaltninger omfatter:at udtømme så meget som muligt alt resterende drivmiddel og trykgas, der stadig er indeholdt i tanksystemet, afladning og frakobling af batterierne, affyring af overflødige pyrotekniske anordninger og slukning af næsten alt udstyr om bord.

Er på vej

For at nå denne kirkegårdsbane, Meteosat-7 vil gennemgå en række "forbrændingsmanøvrer, "hver halve bane, at øge sin højde i etaper.

"Vi har designet det sådan, at efter brænding nummer tre, vi vil have ryddet den beskyttede region, " siger Klinc.

"Vi har tilladt en margen for usikkerheder og vil fortsætte med at manøvrere højere op, med op til ni forbrændingsmanøvrer."

Meteosat-7 er en roterende satellit, drejer 100 gange i minuttet. Samtidig med at den kredser igen, satellitten vil reducere sin spinhastighed, ved omhyggeligt at udvælge, hvilken thruster der skal bruges i omløbsmanøvrerne.

Klinc er krediteret for at have foreslået denne teknik for første gang til Meteosat-satellitter. Det blev brugt med succes med Meteosat-5, som blev trukket tilbage til kirkegårdens kredsløb i 2007, og Meteosat-6, i 2011. I begge tilfælde en betydelig reduktion af den endelige satellitspinhastighed blev opnået uden yderligere omkostninger til brændstof.

Dette er nødvendigt for at reducere centrifugalbelastningerne på satellitstrukturen og sikre, at hvis for eksempel, efter 100 år i kirkegårdens kredsløb, et stykke af satellitten skulle bryde væk, det ville ikke blive drevet tilbage til det beskyttede geostationære område af rumfartøjets rotation.

Et sidste hvilested?

Så "kirkegårdsbanen" er ikke rigtig en bane, og udtrykket er potentielt også vildledende i en anden henseende.

En dag, det kan meget vel vise sig ikke at være det sidste hvilested for gamle satellitter, sagde Klinc.

Antallet af satellitter i kirkegårdens kredsløb er sandsynligvis allerede i hundredvis og, med flere nye rumfartøjer opsendt hvert år, denne region kan også blive for overfyldt.

"Rumaffald er et stort problem, " sagde Klinc.

"Vi erkender, at kirkegårdens kredsløb kun kan være en midlertidig løsning.

"Vi er kun i begyndelsen, teoretiske stadier i øjeblikket, men vi er nødt til at se på en permanent løsning, der involverer at fjerne eller indsamle de gamle satellitter."

Om Meteosat-7

Meteosat-programmet blev anerkendt som en stor europæisk succes i rumstrategien for Europa godkendt af EF i oktober 2016.

Meteosat-7 blev opsendt den 2. september 1997 og var den sidste af den første generation af Meteosat-satellitter.

Den første generation af Meteosat-satellitter havde en forventet levetid på fem år. Det faktum, at Meteosat-7 fortsatte med at levere data og billeder, som hjælper med at redde liv og ejendom og forhindre økonomiske tab i næsten 20 år, vidner om robust design og forsigtige flyoperationer.

Efter lancerings- og idriftsættelsesfasen, Meteosat-7 var stationeret på 0° længdegrad, indtil flytning til 57°E i 2006 for at erstatte Meteosat-5 ved at levere IODC-tjenesten (Indian Ocean Data Coverage). Inden da MSG-satellitter havde overtaget 0°-tjenesten.

Meteosat-7 er ved at blive taget ud af drift og slukket, sætte en stopper for en meget vellykket mission. Som den sidste af den første generations serie, dette vil også markere afslutningen på den 40 år lange historie af det, der var det første europæiske meteorologiske satellitsystem i geosynkron kredsløb.

Meteosat-8, EUMETSATs første MSG-satellit, blev sidste år flyttet til 41,5°E for at tage over fra Meteosat-7, leverer IODC-dækning i en multi-partner aftale med indiske, Kinesiske og japanske geostationære satellitter.