De aarde draait niet alleen om de zon. Natuurlijk zijn er de andere planeten, manen, asteroïden en kometen. Maar in de ruimte nabij de aarde gaat onze planeet gepaard met VEEL ruimteafval die overblijft van gelanceerde voertuigen. Vormt het een gevaar? In sommige gevallen wel.
In de film Zwaartekracht, een groep astronauten komt uit de eerste hand te weten hoe het kan zijn voor ruimteverkenners om een stukje ruimteafval tegen het lijf te lopen. De resultaten zijn niet goed, hoewel minstens één astronaut veilig doorkomt. Toen het uitkwam, heeft de film veel discussie onder ruimtedeskundigen gegenereerd over de nauwkeurigheid ervan op sommige plaatsen, maar het algemene verhaal belicht een groeiend probleem waar we hier niet vaak over nadenken (en waarschijnlijk zouden moeten): ruimteafval terugkeren naar huis.
Er is een wolk van ruimteafval rond de aarde waar planners mee te maken krijgen bij het opstellen van schema's voor raketlanceringen en low-Earth-missies. Het meeste materiaal "daarbuiten" komt uiteindelijk terug naar de aarde, zoals het object WTF1190F. Het was een stuk hardware dat waarschijnlijk dateert uit de Apollo-missiedagen. De terugkeer naar de aarde op 13 november 2015 vertelde wetenschappers veel over wat er gebeurt als materiaal zich door onze atmosfeer stort (en "opbrandt" op weg naar beneden). Natuurlijk zijn gebruikte satellieten vaak ook uitgeschakeld, met vergelijkbare resultaten. Het idee is dat alleen kleine stukjes de planeet bereiken en het grotere spul wordt vernietigd.
Kennis van ruimteafval en waar het op elk willekeurig moment is, is vooral belangrijk voor mensen in de ruimtevaartbranche. Dit komt omdat er bijna 20.000 stukjes ruimteafval zijn. Het meeste varieert van kleine voorwerpen als handschoenen en camera's tot stukjes raketten en kunstmatige satellieten. Er zijn genoeg "dingen" daarboven om een reëel gevaar te vormen voor observatoria zoals de Hubble-ruimtetelescoop, weers- en communicatiesatellieten en het internationale ruimtestation. Het vormt ook een risico voor degenen onder ons op aarde. Het goede nieuws is dat de kans dat iets ons op het land raakt vrij klein is. Het is veel waarschijnlijker dat een stuk ruimtepuin in de oceanen zal vallen, of op zijn minst in een onbewoond deel van een continent.
Om te voorkomen dat lanceervoertuigen en satellieten in een baan rond deze ruimteafval terechtkomen, observeert en onderhoudt een organisatie zoals het North American Aerospace Defense Command (NORAD) een lijst van bekende objecten die rond de aarde draaien. Vóór elke lancering (en terwijl satellieten in een baan om de wereld draaien), moeten de posities van alle bekende puin bekend zijn, zodat de lanceringen en banen zonder risico kunnen doorgaan. Het andere goede nieuws is dat het meeste ruimteafval opbrandt voordat het de planeet raakt.
Stukken rotzooi in een baan kunnen en raken verstrikt in de atmosfeer van onze planeet, net als meteoroïden. Dat vertraagt ze, in een proces dat "atmosferische weerstand" wordt genoemd. Als we geluk hebben en een stuk orbitaal puin klein genoeg is, zal het waarschijnlijk verdampen als het naar de aarde valt onder het trekken van de zwaartekracht van onze planeet. (Dit is precies wat er met meteoroïden gebeurt wanneer ze onze atmosfeer tegenkomen en de resulterende lichtflits die we zien als ze verdampen wordt een meteoor genoemd. De aarde komt regelmatig stromen meteoroïden tegen, en als dat gebeurt, zien we vaak meteoorregen.) Maar, grotere stukken ruimteafval kunnen een bedreiging vormen voor mensen op aarde en kunnen in de weg staan of in een baan rond stations en satellieten.
De atmosfeer van de aarde is niet altijd dezelfde "grootte". Soms strekt het zich veel verder van het oppervlak uit als gevolg van zonneactiviteit. Dus, wetenschappers volgen de dichtheid van de atmosfeerveranderingen in de tijd in de zone met een lage aardbaan (LEO). Dat is een gebied enkele honderden kilometers boven het oppervlak van onze planeet waar de meeste baanmaterialen (inclusief satellieten en het internationale ruimtestation) bestaan.
Naast verwarming door de zon (die helpt onze atmosfeer te "zwellen"), kunnen warmtegolven die zich vanuit de atmosfeer voortplanten ook een effect hebben. Er zijn andere gebeurtenissen die onze atmosfeer beïnvloeden en het effect kunnen hebben dat grotere objecten naar het aardoppervlak worden gekatapulteerd. Incidentele zonnestormen zorgen ervoor dat de bovenste atmosfeer uitzet. Deze onregelmatige zonnestormen (veroorzaakt door uitstoot van coronale massa) kunnen in minder dan twee dagen van de zon naar de aarde rippen en ze veroorzaken snelle veranderingen in de luchtdichtheid.
Nogmaals, de meeste 'rommel' in de ruimte die op aarde valt, kan en verdampt op weg naar beneden. Maar grotere stukken kunnen landen en kunnen schade veroorzaken. Stel je voor dat je in de buurt bent als een groot stuk van een ter ziele gegane satelliet op je huis viel! Of stel je voor wat er zou gebeuren als een grote zonnestorm zou leiden tot voldoende luchtweerstand om een werkende satelliet (of een ruimtestation) in een lagere en potentieel gevaarlijkere baan te trekken? Het zou voor niemand op de weg geen goed nieuws zijn.
De Amerikaanse luchtmacht (die betrokken is bij NORAD), en het US National Center for Atmospheric Research (NCAR), de Universiteit van Colorado in Boulder en het US National Oceanic and Atmospheric Administration Space Weather Prediction Center werken samen om weersvoorspellingen in de ruimte te voorspellen en de effecten die ze hebben op onze atmosfeer. Inzicht in die gebeurtenissen zal ons allemaal op de lange termijn helpen door dezelfde effecten op de banen van ruimteafval te begrijpen. Uiteindelijk zullen de junk-trackers nauwkeurigere banen en banen van ruimteafval in de ruimte nabij de aarde kunnen voorspellen.