Hoe satellieten werken

Spoetnik III te zien op een Sovjet-tentoonstelling in minder spannende tijden. De satelliet werd gelanceerd op 15 mei 1958 en bleef in een baan om de aarde tot 6 april 1960. Het Russische ruimtevaartuig ontdekte onder meer de buitenste stralingsgordels van de aarde. Walter Sanders / Time Life Pictures / Getty Images

'De mens moet boven de aarde uitstijgen - naar de top van de atmosfeer en daarbuiten - want alleen zo zal hij de wereld waarin hij leeft volledig begrijpen.'

Socrates deed deze observatie eeuwen voordat mensen met succes een object in de baan van de aarde plaatsten. En toch leek de Griekse filosoof te beseffen hoe waardevol een blik vanuit de ruimte zou kunnen zijn, ook al wist hij niet hoe hij dat moest bereiken.

Die ideeën - over hoe je een object 'naar de top van de atmosfeer en verder' kunt krijgen - zou moeten wachten tot Isaac Newton, die zijn inmiddels beroemde kanonskogelgedachte-experiment in 1729 publiceerde. Zijn gedachten gingen als volgt: stel je voor. plaats een kanon bovenop een berg en vuur het horizontaal af. De kanonskogel zal een tijdje parallel aan het aardoppervlak reizen, maar zal uiteindelijk bezwijken onder de zwaartekracht en op de grond vallen. Stel je nu voor dat je buskruit blijft toevoegen aan het kanon. Met de extra explosieven zal de kanonskogel steeds verder reizen voordat hij valt. Voeg precies de juiste hoeveelheid poeder toe en geef de bal precies de juiste snelheid, en hij zal volledig rond de planeet reizen, altijd in het zwaartekrachtveld vallen maar nooit de grond bereiken.

In oktober 1957 bewees de Sovjets eindelijk dat Newton gelijk had toen ze de Sputnik 1 lanceerden - de eerste kunstmatige satelliet die in een baan om de aarde cirkelde. Dit zette de ruimterace op gang en bracht een langdurige liefdesrelatie op gang met objecten die zijn ontworpen om in cirkelvormige paden rond onze planeet of andere planeten in het zonnestelsel te reizen. Sinds Spoetnik hebben verschillende landen, voornamelijk geleid door de Verenigde Staten, Rusland en China, zo'n 2500 satellieten de ruimte in gestuurd [bron: National Geographic]. Sommige van deze door mensen gemaakte objecten, zoals het internationale ruimtestation ISS, zijn enorm. Anderen passen misschien comfortabel in uw keukenbroodtrommel. We zien en herkennen het gebruik ervan in weerberichten, televisie-uitzendingen via DIRECTV en DISH Network en dagelijkse telefoongesprekken. Zelfs degenen die aan onze aandacht ontsnappen, zijn onmisbare instrumenten voor het leger geworden.

Het lanceren en bedienen van satellieten leidt natuurlijk tot problemen. Tegenwoordig, met meer dan 1.000 operationele satellieten in een baan rond de aarde, is onze onmiddellijke kosmische omgeving drukker geworden dan de spits in de grote stad [bron: Cain]. En dan is er de afgedankte apparatuur, verlaten satellieten, stukjes hardware en fragmenten van explosies of botsingen die de lucht delen met de nuttige apparatuur. Dit orbitale puin heeft zich in de loop der jaren verzameld en vormt een ernstige bedreiging voor satellieten die momenteel rond de aarde cirkelen en voor toekomstige bemande en onbemande lanceringen..

In dit artikel zullen we in de ingewanden van een typische satelliet kijken en dan door zijn "ogen" kijken om te genieten van uitzichten op onze planeet die Socrates en Newton zich nauwelijks hadden kunnen voorstellen. Maar laten we eerst eens nader bekijken wat een satelliet precies onderscheidt van andere hemellichamen.