Kunstmanen waarnemen: Boeiend

Elk voorwerp dat met een snelheid groot genoeg van de aarde “weggeschoten” wordt, zal net als de maan een eeuwige valbeweging om deze aarde maken. Omdat dit voorwerp zich net als de maan gedraagt, maar kunstmatig in de ruimte werd gebracht, spreken we van “kunstmaan”. Deze naam is veel korter dan de meer technische term “kunstmatige aardsatelliet” en is gelukkig in ons taalgebied ingeburgerd. Het woord “satelliet” wordt daarnaast het meest gebruikt vooral omdat het veel lijkt op de Engelse, Franse en Duitse aanduiding.
Omdat de aarde een dampkring heeft die toch nog tot op verschillende honderden kilometers hoogte “voelbaar” is, zullen veel kunstmanen een geringe luchtweerstand ondervinden. Voor de meeste satel-lieten beperkt dit de tijd van hun dus toch niet “eeuwige” valbeweging rond de aarde. Deze tijd varieert van enkele uren tot vele eeuwen.
Verschillende kunstmanen zijn met het blote oog te zien als aan de volgende voorwaarden voldaan is:

• Het is nacht ter plaatse van de waarnemer
• Het object wordt door de zon beschenen
• De kunstmaan heeft een lichtweerkaatsend vlak dat groot genoeg is.

Zo’n satelliet zal te zien zijn als een al dan niet heldere ster die zich tussen de sterren verplaatst. De snelheid is vergelijkbaar met die van een verkeersvliegtuig op kruishoogte. Een voorbeeld van een heldere kunstmaan is het International Space Station (ISS).
Met een verrekijker of telescoop zijn zwakkere kunstmanen te zien: tot duizend en meer. Met een geschikte telescoop zelfs nog meer, maar daar is het kleine beeldveld een beperkende factor. Daarom worden sterrenkijkers voornamelijk gebruikt bij zeer hoge en daardoor zeer traag bewegende objecten.
Sinds de lancering van Sputnik 1, de eerste kunst-maan, op 4 oktober 1957, zijn er waarnemers van kunstmanen geweest. In de jaren zestig en zeventig waren er officiële waarnemers die voornamelijk positie-waarnemingen deden en deze doorzonden naar de NASA en soortgelijke instituten. Aan de hand van deze waarnemingen konden kunstmaan-banen geanalyseerd en de evolutie van hun baanveranderingen gevolgd worden. Dankzij deze nauwgezette waarnemingen werden allerlei zaken bepaald, die vooraf niet bekend waren. Zoals bijvoorbeeld het feit dat de aardatmosfeer op 700 km hoogte veel sneller roteert dan de aarde zelf. Zo werd ook af-geleid dat de luchtdichtheid op grotere hoogte nogal kan fluctueren en daarin een cyclus vertoont in fase met de zonnevlekkencyclus.
Tegenwoordig zijn positiewaarnemingen niet meer zo in trek. Met automatische radarwaarnemingen worden nu doorlopend alle gevonden satellieten (ruim achtduizend) gevolgd en de meeste daaruit afgeleide baangegevens zijn voor iedereen beschikbaar. Begin jaren zestig nam Jean Meeus het initiatief om een ander soort waarnemingen van deze hemelobjecten te verzamelen. Het betreft hier de waarneming van de helderheidsvariaties. Dat satellieten in helderheid kunnen variëren is voornamelijk het gevolg van het draaien rond een of meer van hun assen. Voor geïnstrumenteerde kunstmanen kan dit in functie van de missie bewust gebeuren. Voor raket-delen en allerlei tussenstukken, die nodig waren om de geïnstrumenteerde satelliet in zijn baan te brengen, is deze rotatie van geen belang maar voor ons waarnemers toch wel interessant. Zo zijn er helderheidsvariaties van 1/3 seconde bij pas gelanceerde Zenit-raketten tot nauwelijks merkbare bij zeer trage rotatie.
Alle gemelde waarnemingen aan helderheidsvariaties zijn gebundeld in wat wij de PPAS database noemen. PPAS staat voor “Photometric Periods of Artificial Satellites”. Waarnemers over de gehele wereld sturen hun waarnemingen naar onze werkgroep en worden in een afgesproken formaat aan deze PPAS database toegevoegd. De bedoeling is dat iedereen uit deze waarnemingen kan putten. Vandaar ook dat de PPAS database beschikbaar is via Internet. Vrijwel alle hel-derheidsvariaties vertragen in de loop van de tijd. Maar soms blijkt een object gedurende enige weken steeds sneller te gaan ronddraaien. Elke waarnemer wil wel de eerste zijn om zo’n versnelling te kunnen rapporteren. Waarom deze versnelling plaats vindt is nog niet bekend. Er zijn wel wat hypothesen. Eén van onze werkgroepleden heeft gevonden dat zo’n rotatieversnelling wel eens gelijk optreedt met een kleine maar toch opmerkelijke verandering in de baanhoogte van de kunstmaan. We blijven zoeken naar overeenkomsten in de vele duizenden waarnemingen die we inmiddels hebben.
Deze PPAS waarnemingen zijn de laatste jaren uitgebreid met de waarneming van geostationaire kunstmanen. Dit zijn telescopische objecten en hebben om-looptijden rond de aarde in exact één dag. Dit wil zeggen dat ze ten opzichte van de waarnemer dezelfde positie blijven innemen. Als ze niet meer operationeel zijn, worden ze in een wat hogere baan gestoten en wordt hun standregeling niet meer bijgehouden. Door hun hogere baan raken ze achter op de waarnemer en komen maandenlang niet boven onze horizon. Door het ontbreken van standregeling gaan ze nog al eens roteren. Dit blijkt dan weer uit helderheidsvariaties. Een ruimtetuig met grote zonnepanelen wil wel eens het zonlicht onze kant uit terugkaatsen. Dan kan een normaal alleen met telescopen vindbaar ruimtetuig even flitsen en daardoor toch heel kort met het blote oog te zien zijn. En dan te weten dat het om een object gaat op meer dan zesendertig duizend km afstand.
Voor waarnemers, die geen Internetfaciliteiten hebben, maar wel over een PC kunnen beschikken, zijn de Flash Disks ingesteld. Dit zijn disketjes waarop baangegevens van kunstmanen en programma’s naar hen gestuurd worden. Omgekeerd worden waarnemingen op zo’n Flash disk teruggezonden voor opname in de PPAS database. Daarmee komen ze beschikbaar via Internet. Allerlei ander belangwekkend materiaal kan met de Flash disks verspreid worden.
Een ander project dat ooit gestart werd, is het “DRA” project. DRA staat voor Determination of Rotation Axis. Door elk helderheidsmaximum in tijd te bepalen gedurende een passage van een tuimelende kunstmaan, zou het mogelijk moeten zijn de richting van de draaiingsas te bepalen. Omdat er nogal wat rekenwerk aan zit en er momenteel niemand genoeg vrije tijd heeft om dit rekenwerk op zich te nemen is er geen voortgang met dit project.
Heel spectaculair is het kunnen voorspellen van Iridium flares. Iridium kunstmanen bevinden zich ca. 780 km hoog en zijn voorzien van drie antennes, elk ter grootte van een normale deur. Deze Main Mission Antennae, zijn heel glad gepolijst en zijn ge-weldige reflectoren voor het zonlicht. Indien je het mag treffen dat je precies in de weerkaatste bundel staat kun je gedurende enkele seconden een bewegend object aan de hemel zien, zo helder dat de planeet Venus er bij verbleekt. Als je weet waar en wanneer te kijken, kun je zelfs zo’n Iridium flare overdag zien. Er was in het begin belangstelling om het tijdstip van deze flares te melden. Dit om de stand van de Iridium satelliet in de ruimte te kunnen bepalen. Nu is dit niet meer nodig. Maar de flares blijven aandacht trekken en er gaat haast geen dag voorbij of er wordt wel via Internet melding van gemaakt.
SeeSat-L en SeeSat-D zijn de electronische mailing lists op Internet. Ze zijn opgezet door een vorige werkgroepleider, toen nog student, samen met een Amerikaanse waarnemer en een Engelse student. Er zijn honderden abonnees op deze mailing lists. Waarschijnlijk is elke kunstmaanwaarnemer, die Internet toegang heeft, wel abonnee. Verschillende van hen hebben samen een website opgezet waar veel over het waarnemen van kunstmanen wordt uitgelegd. De VSOHP: Visual Satellite Observers Home Page, heeft veel belangstelling in binnen- en buitenland en is een mooi voorbeeld hoe amateurs wereldwijd samen kunnen werken zonder elkaar ooit ontmoet te hebben.
Sinds 1994 ontmoeten Europese waarnemers elkaar om de paar jaar in een treffen dat een weekend lang duurt. Deze Eurosom (European Satellite Observers Meetings) werden sinds 1996 ook door waarnemers uit andere werelddelen bijgewoond. Vandaar dat we na drie Europese bijeenkomsten overwegen om de Atlantische Oceaan over te steken voor de volgende wereldwijde bijeenkomst.

Benodigdheden voor het waarnemen van kunstmanen:

• Een redelijke kennis van de sterrenhemel. Door regelmatig waar te nemen wordt deze kennis snel opgebouwd.

• Hierbij is een sterrenatlas met coördinaten in rechte klimming en declinatie erg behulpzaam. Een losbladige atlas is te verkiezen boven een atlas in boekvorm.

• Eén of meer stopwatches. Tegenwoordig zijn er stopwatches met honderd tussentijden verkrijgbaar.
• Een exacte tijdsaanduiding. Momenteel zijn er radiografisch gestuurde klokjes, die elk uur synchroniseren, in de handel.
• Een 7 x 50 prismakijker om de waarnemingen niet te beperken tot blote oog objecten. Hiermee zijn toch enkele honderden kunstmanen te zien.
• Voor de waarnemer van geostationaire objecten is een telescoop aan te bevelen. Het Dobson type is daarbij een goede keus.

Voor Internet abonnees: zie www.satobs.org
Voor anderen: vraag een flash disk abonnement, hierbij zijn alleen verzendkosten van toepassing.

De werkgroep kunstmanen van de Vereniging voor Sterrenkunde is betrokken bij:

• Voorlichting over en instructie bij het waarnemen van kunstmanen
• PPAS: een database van flitswaarnemingen
• Flash disk: uitwisseling van gegevens en waarnemingen
• DRA: bepaling rotatieas van tuimelende objecten
• SeeSat: een wereldwijde Internet mailinglist van kunstmaanwaarnemers VSOHP: een op Internet aanwezige, uitgebreide praktijkgerichte uitleg over het waarnemen van kunstmanen 

Voor meer inlichtingen:

Werkgroepleider:
Bram Dorreman
Bremstraat 29
3930 Hamont-Achel
Telefoon thuis: 011/64 32 83
email: Dit e-mail adres is beschermd door spambots, u heeft Javascript nodig om dit onderdeel te kunnen bekijken

tevens:

• Inzamelaar van PPAS waarnemingen.
• Verzender van Flash Disks.