Meteosat-7, EUMETSATs äldsta operativa meteorologiska satellit, imorgon börjar sin sista resa till den stora kyrkogårdsbanan på himlen.

Efter nästan 20 års tjänst – en anmärkningsvärd bedrift, med tanke på dess förväntade livslängd på fem år – kommer en serie manövrar att utföras för att ta satelliten ur sin nuvarande geostationära omloppsbana, 36, 000 km över jorden, till sin nya och sista viloplats.

Så, vad är "kyrkogårdsbanan, " varför behöver vi en och hur kommer Meteosat-7 att ta sig dit?

Befolkningstillväxt leder till rädsla för hälsa och säkerhet

I dag, tusentals satelliter flyger på olika typer av banor runt jorden.

Eftersom satelliter har en begränsad livslängd, Man måste se till att rymdfarkoster som inte längre är i drift och kan kontrolleras från jorden inte utgör någon risk för andra som delar samma utrymme.

Satelliter i låg omloppsbana runt jorden – som EUMETSATs rymdfarkost Metop, som kretsar runt planeten på en höjd av 817 km på en väg som tar dem över polerna – är idag skyldiga att reservera tillräckligt med bränsle i slutet av sin tjänst för att göra det möjligt för operatörer att manövrera dem till en lägre omloppsbana som kommer att få dem att gå in igen och brinner upp i jordens atmosfär inom 25 år.

Dock, som EUMETSAT Flight Dynamics Engineer Milan Klinc förklarade, detta är ett omöjligt scenario i slutet av livet för geostationära satelliter, som Meteosat-7 och de mer moderna Meteosat Second Generation Satellites (MSG), kretsar runt jorden på en höjd av 36, 000 km.

"Inga satelliter kan ta sig tillbaka till jordens atmosfär därifrån, " sa Klinc.

"Det skulle kräva att satelliten bär för mycket drivmedel – det skulle vara för tungt.

"Det bästa de kan göra är att tydligt öka satellitens höjd."

Skyddar den geostationära omloppsregionen

"kyrkogårdsomloppsbanan" är inte en verklig omloppsbana men, snarare, en region, där gamla satelliter inte kommer att utgöra ett hot mot de som fortfarande är i tjänst. Denna skyddade region har placerats på geostationär höjd (36, 000 km) plus 200 km, Klinc förklarade.

Initialt, denna lösning nåddes genom överenskommelse mellan olika rymdorganisationer. Dock, det blev mer formellt genom en rekommendation från Inter-Agency Space Debris Coordinating Committee (IADC), som är en internationell, statligt forum som samordnar aktiviteter relaterade till frågorna om konstgjorda och naturliga rymdskräp.

Nu, Det finns en ISO-standard (International Organization for Standardization) som gäller begränsning av rymdskräp som måste följas.

"Du måste rikta in dig på med 90 procents sannolikhet, att du kommer att rensa den här 200 km plus regionen, " sa Klinc.

"Vi kommer med största sannolikhet att nå 500 km till 600 km ovanför den geostationära skyddade regionen med Meteosat-7."

När satelliten har nått ett säkert avstånd från det geostationära skyddade området, förebyggande åtgärder kommer att vidtas för att minimera potentialen för att satelliten ska gå sönder i framtiden.

Dessa åtgärder inkluderar:att så mycket som möjligt tömma all kvarvarande drivmedel och tryckgas som fortfarande finns i tanksystemet, urladdning och urkoppling av batterierna, avfyra redundanta pyrotekniska anordningar och stänga av nästan all utrustning ombord.

Kommer dit

För att nå denna kyrkogårdsbana, Meteosat-7 kommer att genomgå en serie "brännmanövrar, "varje halva omloppsbana, för att stegvis öka sin höjd.

"Vi har designat det så att efter bränning nummer tre, vi kommer att ha rensat den skyddade regionen, " säger Klinc.

"Vi har tillåtit en marginal för osäkerheter och kommer att fortsätta att manövrera högre upp, med upp till nio brännmanövrar."

Meteosat-7 är en snurrande satellit, roterar 100 gånger per minut. Samtidigt som den kretsar om, satelliten kommer att minska sin snurrhastighet, genom att noggrant välja vilken propell som ska användas i omloppsmanövrarna.

Klinc krediteras för att ha föreslagit denna teknik för första gången för Meteosat-satelliter. Det användes framgångsrikt med Meteosat-5, som drogs tillbaka till kyrkogårdsbanan 2007, och Meteosat-6, år 2011. I båda fallen en betydande minskning av den slutliga satellitsnurrhastigheten uppnåddes utan någon extra kostnad för bränsle.

Detta är nödvändigt för att minska centrifugalbelastningen på satellitstrukturen och säkerställa att om, till exempel, efter 100 år i kyrkogårdsbanan, en bit av satelliten skulle bryta sig loss, den skulle inte drivas tillbaka in i det skyddade geostationära området av rymdfarkostens snurrande.

En sista viloplats?

Så "kyrkogårdsomloppsbanan" är egentligen inte en omloppsbana och termen är potentiellt missvisande i ett annat avseende också.

En dag, det kan mycket väl visa sig inte vara den sista viloplatsen för gamla satelliter, sa Klinc.

Antalet satelliter i kyrkogårdens omloppsbana är förmodligen redan i hundratals och, med fler nya rymdfarkoster som lanseras varje år, denna region kan också bli för trångt.

"Rymdskräp är ett stort problem, " sa Klinc.

"Vi inser att kyrkogårdsbanan bara kan vara en tillfällig lösning.

"Vi är bara i början, teoretiska stadier för tillfället, men vi måste titta på en permanent lösning som innebär att ta bort eller samla in de gamla satelliterna."

Om Meteosat-7

Meteosat-programmet erkändes som en stor europeisk framgång i rymdstrategin för Europa som godkändes av EG i oktober 2016.

Meteosat-7 lanserades den 2 september 1997 och var den sista av den första generationen Meteosat-satelliter.

Den första generationens Meteosat-satelliter hade en förväntad livslängd på fem år. Det faktum att Meteosat-7 fortsatte att tillhandahålla data och bilder som hjälper till att rädda liv och egendom och förhindra ekonomiska förluster i nästan 20 år är ett bevis på robust design och försiktig flygoperation.

Efter lanserings- och driftsättningsfasen, Meteosat-7 var stationerad på 0° longitud, tills han flyttade till 57°E 2006 för att ersätta Meteosat-5 genom att tillhandahålla tjänsten Indian Ocean Data Coverage (IODC). Då, MSG-satelliter hade tagit över 0°-tjänsten.

Meteosat-7 håller på att tas ur drift och stängs av, sätta stopp för ett mycket framgångsrikt uppdrag. Att vara den sista i den första generationens serie, detta kommer också att markera slutet på den 40 år långa historien om vad som var det första europeiska meteorologiska satellitsystemet i geosynkron bana.

Meteosat-8, EUMETSATs första MSG-satellit, flyttades förra året till 41,5°E för att ta över från Meteosat-7, tillhandahåller IODC-täckning i ett flerpartnersarrangemang med indiska, Kinesiska och japanska geostationära satelliter.