Satelliittien paluita, säkenöiviä tulipalloja

Satelliittien elämä kiertoradoilla ei ole ikuista. Ohut ilmakehä ja aurinkotuuli muokkaavat Maata kiertävien kappaleiden ratoja lähemmäs maanpintaa. Lopulta satelliitti tai avaruusromun jäännös työntyy syvemmälle ilmakehään ja suistuu radaltaan. Kitka kuumentaa kappaleen ja polttaa sen tuhkaksi yleensä miltei kokonaan.

Satelliittien ja avaruusromujen paluita ilmakehään tapahtuu viikoittain. Varsin usein on kyse pienistä kappaleista, jotka tuhoutuvat jo matkallaan useiden kymmenien kilometrien korkeudessa. Silloin tällöin ilmakehään saapuu kookkaampia kappaleita, joista säilyy osia maanpinnalle. Onneksi näistä paluista varsin moni tapahtuu ns. hallitusti tai putoaminen tapahtuu merialueille, jossa tapahtumasta ei ole vaaraa asutuksille. Satelliitin tai sen laukaisun osan putoaminen maanpinnalle on harvinainen tapahtuma, sillä onhan valtaosa planeetastamme veden peitossa.

Ohuen ohut ilmakehä ja Auringon aktiivisuus radan muokkaajina

Täällä maanpinnalla ilmakehä on tiheää. Mitä korkeammalle mennään, sitä ohuemmaksi ilmakehä käy. Noin 80 km korkeudessa ilmakehän tiheys on jo niin alhainen, että voimme sanoa olevamme avaruudessa. Ilmakehä jatkuu hyvin ohuena useiden satojen kilometrien korkeuteen. Se vaikuttaa myös satelliittien ratoihin. Lähiavaruudessa ratoja muokkaa myös aurinkotuuli. Auringon aktiivisimpina aikoina auringonpurkausten myötä ilmakehään törmää hiukkasia, jotka ilmakehän kitkan ohella vääristävät, muovaavat satelliitin liikerataa.

Noin 200 km korkeudessa sijaitseva satelliitti pysyy radallaan muutamista viikoista kuukausiin, riippuen radan muodosta. Korkeammille ratatasoille mentäessä satelliitin "elinikä" kasvaa entisestään. Noin 1000 km korkeudessa ympyräradalla kiertävä satelliitti pysyy radallaan periaatteessa yli 1000 vuotta. Nämä tosin ovat teoreettisia arvioita, sillä radan muoto, Auringon aktiivisuus ja muut häiriötekijät lyhentävät radalla pysymisen aikaa enemmän tai vähemmän.

Kun avaruusasema putoaa

Skylab- avaruusaseman tuhoutuminen muistetaan 1970-luvulta. Tämä amerikkalainen noin 75 000 kg painoinen avaruusasema jäi tyhjilleen vuonna 1974. Samalla se jäi ajelehtimaan Maata kiertävälle radalle hallitsemattomasti. Auringon aktiivisuuden maksimin ansiosta aurinkotuuli alkoi hiljalleen muokata avaruusaseman rataa lähemmäs Maata. Skylabin rataa ei voitu korjata enää millään tavoin ja edessä oli sen tuhoutuminen. Skylab alkoi vajota yhä syvemmälle ilmakehään ja tuhoutui Intian Valtameren yläpuolella heinäkuun 11. päivänä vuonna 1979. Taivaalla nähtiin kirkas, säkenöivä valo, joka hohti kaikissa sateenkaaren väreissä. Avaruusaseman kappaleita putoili Australian mantereelle.

Venäläisen Saljut 7 -avaruusaseman tuhoutuminen muistetaan 1990-luvun alkupuoliskolta. Tämän avaruusasemavanhuksen loppu oli jo hiljalleen ennustettavissa, kun Neuvostoliitto laukaisi Maata kiertävälle radalle ensimmäisen moduulin Mir-avaruusasemastaan vuonna 1986. Saljut pidettiin toimintakuntoisena vielä vuosia, mutta vuoden 1991 alussa sen päivät alkoivat olla vähissä.

Vielä tammikuussa 1991 Saljut-avaruusaseman saattoi nähdä heikkona vaeltavana valona Suomenkin taivaalla. Avaruusaseman polttoainevarat olivat lopussa ja aurinkotuuli muokkasi Saljutin rataa voimakkaasti. Lopputuloksena oli hallitsematon ilmakehään paluu muutamia viikkoja myöhemmin helmikuun 7. päivänä

Noin 20 000 kg:n painoinen Saljut 7 painui yhä syvemmälle ilmakehään ja tuhoutui Etelä-Amerikan yllä. Sen kappaleita sinkoutui Argentiinan eteläosiin aiheuttaen paikallisia tulipaloja. Kukaan ei kuitenkaan loukkaantunut.

Satelliittien paluista kuuluisin lienee venäläisen avaruusasema Mirin tuhoutuminen vuonna 2001. Tämä paluu tapahtui suunnitellusti. Lähes 100 000 kg:n painoinen Mir-avaruusasema tuhoutui eteläisen Tyynen Valtameren yläpuolella maaliskuun 23. päivänä vuonna 2001. Taivaalle ilmestyi kirkas tulipallonäytös ja tuhoutuminen tapahtui hallitusti.

Avaruusasema Mirin paluu (Kuva: Reuters)

Radioaktiivisen romun paluu

Eräs pelätyimmistä tapahtumista on ollut venäläisen Kosmos 954 -satelliitin paluu tammikuussa 1978. Tämän sotilaallisen satelliitin (RORSAT, Radar Ocean Reconnaissance Satellite) energialähteenä oli pieni ydinparisto, joka voitaisiin ennen paluuta singota takaisin korkeammalle kiertoradalle. Satelliitti ajautui kuitenkin hallitsemattomaan tilaan vuoden 1977 lopulla eikä ydinpariston vapautusmekanismia voitu hyödyntää. Satelliitin arvioitiin putoavan ydinparistoineen jonnekinpäin maapalloa.

Yhdysvaltain tiedustelupalvelu varautui pahimpaan. Kaikessa hiljaisuudessa käynnistettiin operaatio, jonka tavoitteena oli löytää putoava salainen satelliitti ja tehdä se vaarattomaksi.

Putoaminen tapahtui Kanadan pohjoisosiin asumattomalle alueelle tammikuun 24. päivänä vuonna 1978. Satelliitin radioaktiiviset jäännökset iskeytyivät pitkin jäistä erämaata yli 124 000 neliökilometrin alueelle.

Etsintäryhmä onnistui paikallistamaan tuhoutumispaikan. Tästä oli jäljellä kraatteri jäätiköllä ja joukko metalliosia. Ryhmää varoitettiin lähestymästä kappaleita 300 metriä lähemmäs niiden radioaktiivisuuden vuoksi. Tieto ei tavoittanut kahta ryhmän jäsentä, jotka ehtivät käsittelemään kappaleita. Säteilytaso oli enimmillään noin 500 röntgeniä tunnissa kosketusetäisyydellä.

Tuhoutumisaluetta puhdistettiin myöhemmin Kanadan ja Yhdysvaltain armeijan voimin, mutta radioaktiivisesti materiaalista saatiin kerättyä vain alle yksi prosentti. Valtaosa ydinpariston jäänteistä upposi todennäköisesti Great Slave -järveen.

Muutamaa vuotta myöhemmin taivaalta odotettiin putoavaksi toista samanlaista ydinparistoa. Venäläinen Kosmos 1402 -satelliitti oli putoamassa hallitsemattomasti Maahan tammikuun 23. päivänä vuonna 1983. Satelliitin putoamispaikkaa ei osattu arvioida, joten jälleen kerran eri puolilla maapalloa odotettiin jännittyneenä tuhon hetkiä.

Ydinparisto saatiin irrotettua satelliitista aivan viime hetkillä sen kuitenkin tuhouduttua ilmakehässä. Satelliitti putosi lopulta Intian Valtamereen satoja kilometrejä Diego Garcian saaren eteläpuolelle.

Vakoilusatelliitti karkuteillä

Tammikuussa 2008 Yhdysvallat varoitti sen tiedustelusatelliitin karanneen hallinnassa ja olevan matkalla maanpinnalle. Laskelmien mukaan satelliitti syöksyisi jonnekin maapallolle kahta kuukautta myöhemmin maaliskuun alussa. Kyseessä oli joulukuussa 2006 avaruuteen laukaistu USA 193 -satelliitti, joka vioittui pian laukaisunsa jälkeen. 

Karanneen vakoilusatelliitin kohtalo askarrutti helmikuussa 2008. Yhdysvallat arveli satelliitin polttoaineen olevan vaaraksi paluun yhteydessä, sillä sen tankit olivat täynnä myrkyllistä hydratsiinia. Arvioiden mukaan satelliitin mukana oli 1000 kg polttoainetta. Paluun yhteydestä tästä saattaisi aiheutua vaaraa.

USA 193 -satelliitti oli muutamien metrien kokoinen rakennelma, jonka massa oli noin 3000 kg luokkaa. Kyseessä oli suunnilleen pienen linja-auton kokoinen kappale. Suurin osa siitä tuhoutuisi ilmakehän kuumuudessa, mutta jotain jäisi varmasti maanpinnallekin.

Yhdysvallat alkoi suunnitella ohjuslaukaisua satelliitin tuhoamiseksi. Projektia varten varattiin kolme ohjusta, siltä varalta ettei ensimmäinen laukaisu osuisi satelliittiin tai sen polttoainesäiliöön. Ohjuslaukaisu voitiin toteuttaa, kun satelliitin rata oli painunut alle 250 km.

USS Lake Erie -alus siirtyi Tyynelle valtamerelle Havaijin tuntumaan mukanaan tarvittava ohjusvalmius. Ohjus laukaistiin helmikuun 21. päivän aamuna Suomen aikaa. Se törmäsi suunnitellusti satelliittiin ja hajotti sen lukuisiksi pienemmiksi osiksi. Myös laukaisun tavoite toteutui eli satelliitin polttoainetankki tuhoutui iskussa. Laskelmien mukaan ohjusisku aiheutti kiertoradalle ainakin 80 pienkappaletta. Suurimman osan kappaleista arveltiin tuhoutuvan kahden päivän kuluessa. Muut kappaleet palaisivat ilmakehään seuraavan puolentoista kuukauden aikana.

Avaruusrahtialuksen hallittu paluu

Huhtikuussa 2008 Euroopan avaruusjärjestö ESA laukaisi avaruuteen uudentyyppisen avaruusrahtialuksen. ATV-aluksen (Automated Transfer Vehicle, "Jules Verne") tehtävänä oli telakoitua automaattisesti Kansainväliseen avaruusasemaan ja kuljettaa sille tarviketäydennyksiä noin 7500 kg:n edestä. Se onnistuikin tehtävässään mainiosti ja ehti olla telakoituneena avaruusasemassa 155 päivän ajan.

ATV irtautui avaruusasemasta syyskuun 5. päivänä. Useiden lopputestien jälkeen se ohjattiin tuhoutumaan Tyynen Valtameren yläpuolelle syyskuun 29. päivänä. Tuhoutuminen tapahtui hallitusti noin 2700 km pituisella ja 200 km leveällä vyöhykkeellä asumattomalla alueella.

UARS-satelliitin tuho

Syyskuussa 2011 maailma jännitti vanhan UARS -ilmakehäsatelliitin paluuta. Vuonna 1991 avaruuteen avaruussukkulan mukana viety UARS ehti tutkia maapallon ilmakehää 16 vuoden ajan, kunnes se päätettiin sammuttaa vuonna 2005. Samassa yhteydessä sen rataa laskettiin alemmas, jotta se ohjautuisi aikanaan tuhoutumaan ilmakehässä.

Sammutettua UARS -satelliittia ei kyetty enää ohjaamaan. Sillä ei ollut enää polttoainetta ratakorjauksiin, joten odotettavissa oli hallitsematon jättiläissatelliitin paluu.

UARS vastasi kooltaan pientä linja-autoa, sillä sen massa oli noin 6000 kg. Laskelmien mukaan siitä selviytyisi 500 kg:n edestä kappaleita maanpinnalle.

Satelliitin tarkkaa paluuajankohtaa eikä paikkaa kyetty ennustamaan. Auringon aktiivisuus painoi kuitenkin sen rataa yhä voimakkaammin syvemmälle ilmakehään ja paluuta alettiin odottelemaan syyskuun 23. päivän iltana. Jännitysnäytelmä tiivistyi syyskuun 23. ja 24. päivien välisenä yönä, kun satelliitin nopeus äkkiä alkoikin hidastumaan. Viimein UARS kuitenkin syöksyi ilmakehään syyskuun 24. päivän aamuna kello 7.00 Suomen aikaa Tyyneen Valtamereen (14.1S, 170.2W).

ROSAT putosi Bengalinlahteen

Käytöstä poistettu saksalainen ROSAT -tähtitiedesatelliitti alkoi menettää ratakorkeuttaan voimakkaasti vuonna 2011. Satelliitissa ei ollut enää polttoainetta ratakorjausten tekemiseksi, joten ainoana vaihtoehtona oli odotettavissa kookkaan satelliitin hallitsematon paluu Maahan.

Satelliitin massa oli 2400 kg. Se oli kooltaan hieman pienempi kuin samana vuonna tuhoutunut UARS. Mutta erinomaisen lämmönkestävyyden ansiosta satelliitista arvioitiin selviytyvän kymmeniä kappaleita maanpinnalle, jopa 1700 kg:n painosta. ROSAT tuhoutui lopulta ilmakehässä lokakuun 23. päivänä varhain aamulla Suomen aikaa. Tarkka putoamispaikka sijaitsee Bengalinlahdessa. Satelliitin kappaleista ei aiheutunut vahinkoa asutukselle.

Sojuz-raketti säkenöi taivaalla Keski-Euroopassa

Joulukuun 21. päivänä vuonna 2011 laukaistun Sojuz-raketin jäännökset tuhoutuivat ilmakehässä kolmea päivää myöhemmin. Ensimmäiset havainnot voimakkaasti kirkkauttaan vaihtelevasta kantoraketin jäännöksestä (ID 38036) tehtiin klo 17.37 Uudessa Seelannissa. Tuolloin kohteen kirkkaus nousi hetkellisesti -1 suuruusluokkaan.

Seuraavat havainnot tehtiin kello 18.23 Ranskassa, jolloin taivaalla nähtiin voimakkaasti kipinöivä kohde. Hollannin horisontissa kohde näkyi useampana palasena. Satoihin palasiin hajonnut kohde loisti taivaalla pilvien välistä Saksan Heidelbergissä kello 18.26.

Venäjän Mars-luotain putosikin Maahan

Epäonninen Phobos-Grunt -luotain oli tarkoitus ohjata kohti Mars-planeetta pian laukaisunsa jälkeen marraskuun 8. päivänä vuonna 2011. Radioyhteys luotaimeen kuitenkin katkesi eikä Phobos-Grunt -luotainta päästy ohjaamaan Maan kiertoradalta kohti Marsia.

Phobos-Grunt oli varsin kookas luotain, sillä sen kokonaismassa oli polttoaineineen 13 500 kg. Koska luotaimeen ei saatu enää yhteyttä, edessä oli hallitsematon paluu ilmakehään. Luotaimen rataa ei voitu muokata, joten koko rakennelma putoaisi jonnekin maapallolle.

Luotaimen paluun odotus alkoi pian joulukuussa 2011. Tuhoutuminen tapahtui tammikuun 15. päivän iltana vuonna 2012 kello 20.00 Suomen aikaa, jolloin Phobos-Grunt tuhoutui Tyynen Valtameren yläpuolella lähellä Chilen rannikkoa.