Satelliidid meie pea kohal

Igaüks, kes on selge ilmaga taevast uurinud, on ilmselt seal lisaks tähtedele, Kuule ja planeetidele märganud esmapilgul veidraid kiiresti liikuvaid tulukesi. Mõned neist vilguvad punaselt ja roheliselt (lennukid), mõned sõuavad üle taeva ühtlaselt heledalt ja mõned muutuvad järsku väga heledaks, et siis paari sekundiga peaaegu nähtamatuks tuhmuda.

Nagu heal/halval lapsel kunagi on ka neil tuledel mitu nime. Osad kutsuvad neid veel nõukogude aegsest kõnepruugist "sputnikuteks", teised noorema generatsiooni esindajad "satelliitideks" ja mõned fantaasiarikkamad inimesed vahel koguni "UFO-deks" (mis pole ilmtingimata vale*). Kuigi astronoomiaga pole neist enamikel suurt pistmist, tasub siiski tunda, et millised tehiskaaslased meie planeedi orbiidil tiirutavad ja kuidas. Eriti kui need oma nähtava kohaloluga muidu rahulikku ja peaaegu muutumatut tähistaevast rikuvad.

Stuffin.space veebileht kasutab vabalt kättesaadavat infot hetkel orbiidil olevate satelliitide asukohtade, liikumissuundade ja -kiiruste kohta ning arvutab selle põhjal nende trajektoorid reaalajas. Lisaks satelliitidele, mida on hinnanguliselt hetkel orbiidil ligi 5000 (neist 1900 töökorras), hoitakse silma peal ka kõiksugu kosmoseprügil (kasutatud tõukeraketid, nende detailid ja nende kokkupõrgetel tekkinud rusud). Seda on vaja selleks, et varakult reageerida võimalikele kokkupõrkeohtudele, mis näiteks ISS-i (Rahvusvaheline kosmosejaam) puhul võib väga vabalt elusid maksta.

Veebilehe 3D keskkonnas on punasega tähistatud satelliidid, sinisega kasutud kanderaketid ja halliga kõiksugu kosmoseprügi. Punktil klõpsates kuvatakse konkreetse objekti nimi, tunnuskood, tüüp, lähim ja kaugeim punkt (perigee, apogee) maapinnast, orbiidi kalle, hetkekõrgus, kiirus ja tiirlemisperiood minutites. Vasakult menüüst klõpsates sõnal "Groups", saab kasutaja vaadata teatud suuremate satelliidi gruppide trajektoore korraga. 

Kuvatõmmis Stuffin.space veebilehelt. Seda saab külastada siit: http://stuffin.space/

Siinkohal võib tuua välja nende lühikirjeldused:

GPS - kõigile teada-tuntud Global Positioning System ehk üleilmne asukoha määramise satelliitnavigatsiooni süsteem, mille omanikuks on USA. See 32 satelliidist koosnev süsteem lubab kasutajal kõikjal Maa pinnal määrata oma täpne asukoht, kuna igal ajahetkel on tema seadme jaoks "nähtav" vähemalt kuus GPS satelliiti.

Iridium - USA andmesidet vahendavad satelliidid, mida on hetkel orbiidil 95 (neist 82 töökorras). Tänu Iridiumi satelliitide antennide kujule heidavad nad vahel Maale väga tugevaid päikesepeegeldusi, mida on õigel ajal õigesse kohta vaadates näha isegi päevavalguses. Öises taevas tähendab see seda, et mõneks sekundiks ületab mõni Iridiumi satelliidi näiv heledus kõik teised tähed ja planeedid. Neid iriidumisähvatuseks nimetatud vaatepilte saab ennustada ning leidub hulk asjaarmastajaid, kes neid regulaarselt vaatleb ning pildistab.

Foto Iridiumisähvatusest.

GLONASS - Venemaa versioon GPS süsteemist, mis koosneb hetkel 24 satelliidist. Koostöös GPS-iga lubab see täpsemat positsioneerimist kui kumbki üksinda suudaks.

Galileo - Euroopa Liidu versioon GLONASS-ist ja GPS-ist. Tasulises režiimis lubab see 24 satelliidist süsteem kuni 1 sentimeetri täpsust positsioneerimist.

Iridium 33 Collision - 2009. aastal põrkus USA Iridium 33 satelliit orbiidil kokku Venemaa Kosmos 2251 sidesatelliidiga, mille tulemusel tekkis tohutu hulk rususid, mis kihutavad hetkel Maa kohal üle 7 kilomeetri sekundis ehk siis kümme korda kiiremini kui püssikuul.

Westford needles - tõenäoliselt kurioossema päritoluga objektid antud nimekirjas, mis väärivad pikemat tutvustust

Kuuekümnendate alguses, kui maailm oli haaratud nii-nimetatud Külmast Sõjast, murdsid USA teadlased pead, et kuidas tagada võimalikus sõjaolukorras ookeanitaguste vägedega alaline side. Atlandi ookeani põhjas lookles küll sidekaabel, aga selle oleks vaenlased saanud lihtsa vaevaga katkestada. Maa loodusliku ionosfääri abil saab küll raadiolaineid kaugete vahemaade taha põrgatada, aga see ei ole eriti usaldusväärne ning sõltub paljuski looduslikest tingimusest. Sidesatelliite tollal veel orbiidile saata ei suudetud.

Viimaks tekkis idee luua Maa ümber kunstlik ionosfäär, millelt oleks võimalik raadiolaineid põrgatada alaliselt ja tõhusalt. Projekti nimeks sai West Ford. Selle loomiseks korraldati 1963. aasta mais eksperiment, kus orbiidile saadeti 480 miljonit vasknõela (18 mm pikad ja 0,18 mm läbimõõduga), mis olid pakendatud vaakumis kergesti aurustuvasse naftaleeni. Kogu pakk kaalus vaid 20 kilogrammi. Kahe järgneva kuu jooksul moodustus nõeltest maapinnast 3700 meetri kõrgusele 15 lai ja 30 kilomeetrit paks sõõrikukujuline pilv. Kuna nõelad toimisid kui pisikesed antennid, lubas see eksperimendi algupäevadel kaheldava edukusega kommunikatsiooni tuhandete kilomeetrite kaugusele. Kuigi pilv hajus kiiresti, oli teadlastel plaan saata orbiidile oluliselt suurem hulk nõelu tehes pilve praktilises mõttes püsivaks.

Eksperimendis kasutatud vasknõelad võrdluses margiga.

Projekt tõi endaga kaasa tohutu halvakspanu kosmoseteadlaste poolt. Nimelt oleks püsiv pilv olnud mikrolaine- ja raadioteleskoopide jaoks läbistamatu, varjates astronoomide eest arvestatava osa taevast. Õnneks otsustati projektist viimaks loobuda.

Eksperimendi käigus orbiidile saadetud nõelad olid disainitud Maale kukkuma järgneva mõne aasta jooksul. Tänu oma mõõtmetele ei põlenud need atmosfääris ära, vaid lihtsalt hõljusid maapinnale. Arvutuste kohaselt kukkus põhjapoolusele kusagil viis nõela ruutkilomeetri kohta ja kuigi korraks käidi välja mõte, et nende abil saaks uurida kosmose toona vähetuntud keskkonda, saadi aru, et nende otsimine oleks olnud suurem ettevõtmine kui nõela leidmine heinakuhjast.

West Ford satelliidi koopia muuseumis. Vasakul on näha nõelu sisaldavat anumat.

Hetkeseisuga viibib orbiidil veel 38 West Ford nõela. Kuidas seda nii täpselt teatakse ja nende asukohti suudetakse jälgida, jääb Astronoomiaklubile hetkeseisuga arusaamatuks (info on teretulnud).

Space X - kuulsa Elon Muski kosmoseettevõtte poolt üles lennutatud raketid ja prototüüp-satelliidid, mis teenivad nii side-, teadus-, kui ka militaareesmärke. On räägitud plaanidest, mille kohaselt SpaceX soovib järgneva kümnendi jooksul orbiidile lennutada ligi 10 000 uut tehiskaaslast (kogu senise ajaloo jooksul on üles saadetud 8100 tehiskaaslast).

---

Enamik eelnimetatud satelliite liiguvad Maalt vaadates tähistaeva suhtes ning asuvad 300 kuni paarikümne tuhande kilomeetri kõrgusel. Kuigi neil ei ole pardal eraldi valgusallikat, näeme me neid tänu päikesevalguse peegeldumisele nende antennidelt või päikesepaneelidelt. Seetõttu võib muidu hele satelliit Maa enese varju liikudes väga kiiresti nähtamatuks muutuda ja vastupidi. Peale liikuvate satelliitide, leidub orbiidil ka hulgaliselt geostatsionaarseid (geosünkroonseid) tehiskaaslasi, mille tiirlemisperiood võrdub 24 tunniga - seega püsivad nad Maalt vaadatuna alati ühes kohas. Tänu sellele ei pea me näiteks taevakanaleid püüdes antenni pidevalt liigutama.

Tehiskaaslaste ja nendega seotud kosmoseprügi probleem on olnud kuumaks teemaks juba paar kümendit. Esiteks ohustavad mürskudena kihutavad rauakolakad uute ja paremate satelliitide ja kosmosejaamade orbiite, teiseks segavad kõiksugu raadiosignaale kiirgavad satelliidid raadioteleskoopide tööd ning kolmandaks võime me peagi leida, et kuigi meil on tehnoloogia külastamaks teisi maailmu, oleme ise enda planeedi ümber ehitanud miinivälja.

Head uurimist!

* UFO ehk inglise keeles Unidentified Flying Object on meie keeles tuvatamata lendav objekt ehk TLO. UFO-ks võib seega nimetada igasugust lendavat objekti või nähtust, mida vaatleja ära ei tunne või mille olemuses ta kindel ei ole. Sellele mõistele omistatud seos maavälise elu väidetavate ilmingutega pole siiani tõestust leidnud.