Pół miliarda igieł, czyli jak w latach 60. budowano sztuczny pierścień wokół Ziemi

Artykuł/Nauka 02.09.2019
Pół miliarda igieł, czyli jak w latach 60. budowano sztuczny pierścień wokół Ziemi

Pół miliarda igieł, czyli jak w latach 60. budowano sztuczny pierścień wokół Ziemi

W latach 60. próbowano zafundować Ziemi sztuczną jonosferę – w postaci pierścienia zrobionego z pół miliarda miedzianych drucików. Oto jak to tego doszło i co z nich zostało na orbicie dziś.

Komunikacja pomiędzy kontynentami w latach 50. i 60. była zupełnie inna niż dziś. Przede wszystkim nie istniały satelity telekomunikacyjne, więc większość komunikacji odbywała się za pomocą kabli transatlantyckich, położonych na dnie oceanu.

Drogą radiową na tak duże odległości można było się porozumieć za pomocą odbijania sygnału radiowego od jonosfery. Niestety była to dość zawodna metoda – zachowanie jonosfery było bardzo kapryśne, a jakość komunikacji zależała od wielu czynników, w tym od zjawisk atmosferycznych.

Zimna wojna matką wynalazku

Amerykańska armia obawiała się, że Sowieci bądź ich sprzymierzeńcy przetną kabel, co uniemożliwi komunikację z siłami wojskowymi przebywającymi w innych miejscach globu. Dlatego też od końca lat 50. szukano alternatywnych metod przesyłania wiadomości na duże odległości.

Satelity telekomunikacyjne jeszcze nie były w powszechnym użyciu, choć były u progu swojego powstania. Wtedy naukowcy z MIT współpracujący z amerykańskim wojskiem wpadli na pomysł: a gdyby tak wzmocnić działanie jonosfery, budując coś w rodzaju sztucznej anteny wokół Ziemi?

Tak powstał projekt Westford, zwany również Project Needles – od słowa „igła”.

Pół miliarda igieł

Pomysł z MIT polegał na stworzeniu alternatywnej, stałej jonosfery, zdolnej do odbijania fal radiowych. W tym celu podjęto próbę wystrzelenia cienkich miedzianych igieł (o długości około 1,8 cm i średnicy 0,0018 cm), które miały działać jako antena dipolowa.

Igły z projektu Westford umieszczone obok znaczka dla uświadomienia skali

Pierwsza próba, podjęta w 1961 r., była uznana za nieudaną. Igły nie rozprzestrzeniły się w odpowiednim stopniu. Dopiero trzecia próba, w 1963 r., pozwoliła umieścić pół miliarda miedzianych igieł na orbicie. Igły umieszczone były w żelu naftalenowym, który wyparował i umożliwił im rozproszenie się.

Po pewnym czasie igły uformowały pierścień w kształcie opony na wysokości 3700 km nad powierzchnią naszej planety. Miał on szerokość około 15 km i grubość 30 km. Ze względu na niewielką masę tak cienkiego materiału, całość zmieściła się w 20 kg ładunku, rozprzestrzenionego tak, że średnia odległość pomiędzy igłami wynosiła 400 m.

I rzeczywiście działał. Amerykanie planowali umieszczanie kolejnych tego typu pierścieni na orbicie, cały czas wykonując testy. Dzięki odbijaniu sygnału od sztucznej jonosfery udawało się rozmawiać i przekazywać dane z przepustowością około 20 tys. bitów na sekundę.

Nie każdy uznał to za dobry pomysł

Środowisko naukowe podzieliło się opiniami na temat projektu Westford. Brytyjscy astronomowie wystosowali otwarty protest – nie podobało im się wykorzystywanie przestrzeni kosmicznej do takich celów. Radziecka gazeta Prawda napisała wprost, że Amerykanie zaśmiecają kosmos. Sprawa znalazła się nawet w agendzie posiedzenia ONZ.

Satelita, który umieścił igły na orbicie (By Edmund.huber – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=46122070)

Amerykański ambasador przy ONZ bronił projektu, mówiąc, że grawitacja oraz wiatr słoneczny rozpędzi chmurę i że nie była ona zaprojektowana jako stały element orbity.

I rzeczywiście – chmura się rozpraszała, a jej użyteczność spadała. Dziś pozostałości projektu Westford wciąż są śledzone przez program Orbital Debris, zajmujący się badaniem i katalogowaniem kosmicznych śmieci. W tej chwili po orbicie krąży około 40 zbitków igieł z lat 60.

Pierwszy satelita telekomunikacyjny (Telstar 1) został umieszczony na orbicie w 1962 r., co czyniło technologię projektu Westford przestarzałą na samym starcie. Miejsce pasywnych anten typu Westford zaczęły zajmować aktywnie przekazujące sygnał satelity.

Telstar 1 zresztą został kolejną ofiarą zimnej wojny, co jest tematem na zupełnie inną opowieść.

Dołącz do dyskusji