Havaitseeko lentokoneen tutka tms. avaruudesta yläpuolelta putoavia satelliitin osia ja kappaleita, ja jos niin kuinka paljon aikaisemmin? Entä pystytäänkö…

Lentokoneiden tai lennonjohdon tutkat eivät pysty havaitsemaan ilmakehään putoavia avaruusromun kappaleita. Matkustajakoneissa on käytössä ilmankosteutta seuraava säätutka, ja lentoliikenteen valvontaan eli ilmakehän alaosien tarkkailuun tarkoitetuista maassa olevista laitteista ei tässä asiassa ole hyötyä. Maahan syöksyvien kappaleiden nopeus on niin suuri, että viime hetken havainto ei niiden välttämisessä enää auttaisi. Toisaalta koneen riski joutua sellaisen tielle on häviävän pieni.

Mahdollisen varoitusjärjestelmän luomista pohtivassa artikkelissaan William Ailor ja Paul Wilde päätyvät siihen, että kappaleet pitäisi havaita jo ennen kuin ne ilmanvastuksen aiheuttaman kuumentumisen vuoksi hajoavat pienempiin osiin noin 80 kilometrin korkeudessa. Tällöin ensinnäkin putoamispaikka pystyttäisiin arvioimaan tarkemmin kuin hajoamisen jälkeen, ja toiseksi vaara-alueella lentäviä koneita olisi mahdollista ehtiä varoittamaan, ennen kuin ensimmäiset putoavat osat ehtivät lentokoneiden käyttämään korkeuteen. Artikkelissa tarkastellaan nimenomaan isompien kappaleiden, kuten avaruusrakettien vaiheiden tai satelliittien putoamistapauksia. Vähintään 800 kilon massaisen kappaleen osien lasketaan jakautuvan alueelle, joka on 2000 kilometriä pitkä, 70 kilometriä leveä ja 18 kilometriä korkea.

Kappaleiden havaitseminen yli 80 kilometrin korkeudessa ei ole sinänsä ongelma, sillä kiertoradalla (vähintään 160 km korkeudessa) olevaa avaruusromua seurataan nykyäänkin tarkasti. Seurannan tarkoitus on kuitenkin välttää nimenomaan avaruudessa tapahtuvat törmäykset, sillä siellä riski on suuri. Kiertoradalla arvioidaan olevan nykyään noin 7 500 tonnin edestä romua erikokoisina kappaleina. Niiden nopeus on yli 7 km/s, joten pienikin kappale tekee törmäyksessä suurta vahinkoa. Esimerkiksi kansainvälisellä avaruusasemalla uhkaavat törmäykset aiheuttavat aina toisinaan varotoimenpiteitä.

Avaruusromun lentokoneille aiheuttama riski on sen sijaan huomattavan pieni. Suurin osa ilmakehään putoavista kappaleista palaa poroksi jo yläilmakehässä. Ailorin ja Wilden artikkelin mukaan todennäköisyys sille, että palamatta jäänyt osa osuu ilmassa olevaan lentokoneeseen on yksi tapaus 3 300 vuodessa. Toistaiseksi näin tiedetään käyneen kerran, kun kiinalainen Boeing 757 joutui joulukuussa 1996 tekemään hätälaskun tuntemattoman kappaleen vaurioitettua ohjaamon ikkunan ulommaista lasia 9 600 metrin korkeudessa.

Edellä kerrottu koskee siis ennakoimattomia tapauksia, jossa kappaleet palaavat ilmakehään omia aikojaan. Tunnetuissa riskitilanteissa, kuten satelliittien hallituissa pudottamisissa tai rakettien laukaisuhetkinä lentoliikennettä voidaan luonnollisesti rajoittaa tietyillä alueilla. Yhdysvalloissa tähän päädyttiin avaruussukkuloiden laskeutumisen yhteydessä sen jälkeen, kun Columbia-sukkula tuhoutui ilmakehässä vuonna 2003 ja aiheutti vakavan vaaratilanteen.

Lähteet:

Ailor, W. & Wilde, P. “Requirements for Warning Aircraft of Reentering Debris,” 3rd International Association for the Advancement of Space Safety Conference. Rome, Italy, Oct. 21 – 23, 2008. (https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/ast/reports_s…)

European Space Agency (ESA): http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Space_Debris/About_space_d…, http://www.esa.int/Our_Activities/Operations/Space_Debris/Scanning_and_…

NASA: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/news/orbital_debris.html

USSTRATCOM Space Control and Space Surveillance: http://www.stratcom.mil/Media/Factsheets/Factsheet-View/Article/976414/…

Emanuelli, M & Lips, T.: "Risk to aircraft from space vehicles debris", http://www.unoosa.org/pdf/pres/stsc2015/tech-29E.pdf (UN COPUOS Scientific and Technical Subcommittee: 2015)

Lisäksi vastausta varten on haastateltu liikennelentäjää.