Hoe verloopt nou precies zo’n ‘re-entry’ van een Sojoez-trap in de atmosfeer?

Tot twee keer toe hebben we binnen anderhalf jaar in West-Europa de ‘re-entry’ mogen meemaken van de derde trap van een Russische Sojoez-raket, het afdalen van die trap in de atmosfeer en het vervolgens verbranden ervan: op 24 december 2011 en op 13 februari 2013. Gisteravond betrof het de derde trap (Norad #39083 2013-007B) van de Sojoez-raket, die op 11 februari vanaf Bajkonour Cosmodrome in Kazachstan werd gelanceerd en die het bevoorradingsschip Progress-M 18M in de ruimte bracht, welke slechts zes uren na de lancering al vast koppelde aan het ISS. Je zou je kunnen afvragen: als die raket op 11 februari werd gelanceerd en de Progress al zes uren erna aan het ISS vast zat, hoe kan het dan dat de derde rakettrap pas twee dagen later, op woensdagavond, boven West-Europa de dampkring induikt en als vuurbol aan de hemel te zien is en in stukken uiteenvalt en verbrand? Op de website van satellietwaarnemer Marco Langbroek – vorig jaar nog winnaar van de J. van der Biltprijs – uit Leiden lezen we precies hoe dat kan:

Re-entry

De Sojoez-raket bestaat uit drie trappen en de eerste twee vallen direct na de lancering terug op aarde in een ballistische afdaling. De derde trap – 6,7 meter lengte, 2,66 meter diameter, 25 ton in gewicht – komt niet direct terug, maar komt terecht in een ‘Low Earth Orbit’ (LEO) en draait vele baantjes om de aarde – in het geval van de Sojoez van december 2011 maar liefst 52 keer. Eigenlijk is die trap op dat moment een satelliet. Onder invloed van de hogere delen van de aardse atmosfeer (‘atmospheric drag‘) en de zwaartekracht van de aarde wordt de snelheid afgeremd en verliest de trap hoogte. De baan van de Sojoez-trap is niet rond, maar enigszins elliptisch en kent een hoogste punt (apogeum) en een laagste punt (perigeum) boven het aardoppervlak. Van de 11-078B Sojoez die 24 december 2011 z’n re-entry had zie je in de grafiek hiernaast de apogeum- en perigeum-momenten. De re-entry begint op het moment dat de trap een hoogte van ongeveer 120 km bereikt, als z’n snelheid ongeveer 7,5 km per seconde is. Gedurende de tocht door de dampkring wordt die snelheid kleiner. Dan verloopt het allemaal erg snel en na enkele minuten is de rakettrap grotendeels verbrand in de atmosfeer. Omdat die invloed van de atmosfeer op de snelheid en hoogte van de rakettrap afhangt van de zonne-activiteit valt nooit van tevoren te voorspellen waar en wanneer de trap terugvalt in de atmosfeer. Nu was het na ruim twee dagen, maar het kan ook na drie of vier dagen gebeuren en heel ergens anders in de wereld. Bron: SatTrackCam.