space debris Earth

Metallipilvi hävittää avaruusromun

Avaruudesta on tullut kaatopaikka, jossa vilisee hylättyjä satelliitteja ja metallin pirstaleita. Yhdysvaltalaistutkijat ovat nyt päättäneet raivata puhtaaksi kilometrien levyisen vyöhykkeen levittämällä kiertoradalle tuhansia metallihiukkasia.

torstai 28. kesäkuuta 2012 teksti Jonathan Beard

Sputnik I -tekokuusta tuli vuonna 1957 ensimmäinen avaruusromu. Sen jälkeen jätettä onkin kasautunut runsaasti. Vanhat apuraketit ja käytöstä poistetut satelliitit aiheuttavat niin suuren vaaran, että Nasa valvoo jatkuvasti jokaista niiden kappaletta. Yhteentörmäyksen uhatessa Nasa ohjaa toimivat satelliitit ja muut alukset pois tieltä.

Suurin osa jätteestä on kuitenkin niin pieniä sirpaleita, ettei niitä voida seurata tutkalla. Joka kerta, kun jokin pirstale osuu satelliittiin, se repii siitä irti pieniä osia ja synnyttää taas lisää jätettä. Nyt Yhdysvaltojen laivaston tutkimuslaboratorion NRL:n tutkijat ovat ideoineet romun raivaamiseksi menetelmän, joka ehkä ensi kuulemalta tuo mieleen tieteiselokuvan.

30 tonnia volframia avaruuteen

NRL:n tutkijaryhmä aikoo suihkuttaa tonneittain volframi-nimistä metallia Maata kiertävälle vyöhykkeelle 900–1?100 kilometrin korkeuteen, missä avaruusromun kappaleet kiitävät valtavalla nopeudella. Romut tosin ajautuvat vähitellen kohti Maan ilmakehää, missä ne lopulta tuhoutuvat palamalla, mutta niiden matka sinne kestää useita vuosia.

Volframin avulla romu aiotaan nyt työntää nopeasti Maan ilmakehään. Menetelmä ei ole mahdoton toteuttaa, ei taloudellisesti eikä teknisesti. Volframia esiintyy maapallolla runsaasti, ja se on sekä halpaa että myrkytöntä. Volframi on tarkoitus hajottaa hiukkasiksi, joiden läpimitta on 30–70 mikrometriä. Näin syntynyttä metallipölyä lähetetään sitten avaruuteen rakettien laukaisun yhteydessä.

Raketit levittävät 20–30 tonnia volframia noin 1?100 kilometrin korkeuteen eli juuri hieman avaruusromuvyöhykkeen yläpuolelle. Siellä volframihiukkasista muodostuu pölykuori, jota painovoima alkaa vetää yhä lähemmäs Maata.

Alaspäin painuessaan volframi ehtii siivota romuvyöhykettä laajalta alueelta. Arvioiden mukaan pöly kiertää Maan 5?200 kertaa joka vuosi niiden 25 vuoden aikana, jolloin se vaeltaa kohti Maata. Joka kierroksella jokaisella volframin jyväsellä on mahdollisuus törmätä avaruusromun sirpaleisiin. Tutkijaryhmän johtaja Gurudas Ganguli on laskenut, miksi juuri tämä vähentää ratkaisevasti romun määrää.

– Suora yhteentörmäys 7,5 kilometrin sekuntivauhdilla lentävän pölyhiukkasen ja pienen, samaa vauhtia lentävän alumiinin palasen välillä saa volframipölyn ja osan alumiinista höyrystymään, Ganguli selittää.

Törmäys ei ainoastaan tuhoa osaa avaruusromusta vaan myös hidastaa sen vauhtia. Hidastumisen vuoksi painovoima alkaa vetää sitä entistä nopeammin kohti Maan ilmakehää, missä niin romu kuin jäljelle jäänyt volframipölykin palavat poroksi.

Menetelmällä on vielä yksi hyvä puoli. Ganguli kutsuu sitä ”lumiauravaikutukseksi”. Sitä mukaa kuin volframijyväset kiertävät alaspäin romukerrosten läpi, ne muodostavat pölystä ja hitaasti leijuvista romunkappaleista yhä paksumman pilven. Pilven perässä seuraava pöly työntää pilveä edellään ja pyyhkii siten avaruutta puhtaaksi samaan tapaan kuin lumiaura poistaa lumen. Kaiken kaikkiaan tutkijat arvioivat, että suurin osa avaruusromusta voidaan hävittää näin noin 10–15 vuodessa.

Ratkaisu on jo näköpiirissä

Toimivat satelliitit on suojattava avaruuteen syntyvältä pöly-romupilveltä. Ganguli ehdottaa, että uusiin satelliitteihin tankataan ylimääräistä polttoainetta, jotta ne pystyvät väistämään pilveä. Hän myös pitää kansainvälistä yhteistyötä tarpeellisena, jotta tonneittain volframia saadaan levitetyksi nopeasti avaruuteen. Jokaisen uuden rakettilaukaisun pitää yksinkertaisesti viedä sitä mukanaan.

Vaarana on tietysti se, että volframihiukkaset ajan mittaan kasautuvat isoksi kappaleeksi, joka jää Maan kiertoradalle eräänlaiseksi ”Saturnuksen renkaaksi”. Tähän riskiin on varauduttava, mutta Gangulin ideaa puoltaa joka tapauksessa se, että se on huokea ja toteutuskelpoinen. Useimmat muut ideat perustuvat kalliiseen tekniikkaan, jollaista ei vielä ole kehitetty. Lisäksi pilvi ei vaadi jatkuvaa valvontaa, koska pöly pitää vain viedä avaruuteen ja levittää sinne – luonnonvoimat hoitavat loput.

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: