Wervelende fragmenten van eerdere ruimte-inspanningen zitten vast in een baan rond de aarde, onze toekomst in de ruimte bedreigen. Overuren, het nummer, massa en oppervlakte van deze puinobjecten groeit gestaag, het risico voor functionerende satellieten vergroten.

ESA's Space Debris Office houdt deze voortdurend evoluerende puinsituatie voortdurend in de gaten. en publiceert elk jaar een rapport over de huidige staat van de puinomgeving.

Sinds het begin van het ruimtetijdperk in 1957, ton raketten, ruimtevaartuigen en instrumenten zijn naar de ruimte gelanceerd. aanvankelijk, er was geen plan wat ze aan het eind van hun leven met hen moesten doen. Vanaf dat moment, aantallen zijn blijven toenemen en explosies en botsingen in de ruimte hebben honderdduizenden scherven gevaarlijk puin gecreëerd.

"De grootste bijdrage aan het huidige ruimtepuinprobleem zijn explosies in een baan om de aarde, veroorzaakt door overgebleven energie - brandstof en batterijen - aan boord van ruimtevaartuigen en raketten. Ondanks dat er al jaren maatregelen worden genomen om dit te voorkomen, we zien geen afname in het aantal van dergelijke evenementen. Trends in de richting van verwijdering aan het einde van de missie verbeteren, maar in een langzaam tempo, " legt Holger Krag uit, Hoofd van het Space Safety Program.

De vorming van puin verminderen

"Gezien de constante toename van het ruimteverkeer, we moeten technologieën ontwikkelen en leveren om afvalpreventiemaatregelen faalveilig te maken, en ESA doet precies dat via haar Space Safety Program. parallel, regelgevers moeten de status van ruimtesystemen en de wereldwijde naleving van puinbeperking onder hun jurisdictie nauwlettender volgen".

Er bestaan ​​inmiddels internationale richtlijnen en normen die duidelijk maken hoe we tot een duurzaam ruimtegebruik kunnen komen:

• ontwerp raketten en ruimtevaartuigen om de hoeveelheid "afval" te minimaliseren - materiaal dat losraakt tijdens lancering en operatie, vanwege de barre omstandigheden van de ruimte
• explosies te voorkomen door opgeslagen energie vrij te maken, "passiveren" ruimtevaartuigen een keer aan het einde van hun leven
• Verplaats ter ziele gegane missies uit de manier waarop satellieten werken - door ze uit hun baan te halen of ze naar een "kerkhofbaan" te verplaatsen
• Voorkom crashes in de ruimte door een zorgvuldige keuze van banen en door 'botsingsvermijdingsmanoeuvres' uit te voeren.

Veel ruimteagentschappen, particuliere bedrijven en andere ruimtevaartactoren veranderen hun gedrag om zich aan deze richtlijnen te houden, maar is dit voldoende?

Zorgwekkende trends

We maken steeds meer puin

Het aantal puinobjecten, hun gecombineerde massa, en de totale oppervlakte die ze innemen is sinds het begin van het ruimtetijdperk gestaag toegenomen. Dit wordt verder gevoed door een groot aantal in-orbit break-ups van ruimtevaartuigen en rakettrappen.

Het totale gebied dat ruimteschroot inneemt, is belangrijk omdat het rechtstreeks verband houdt met het aantal botsingen dat we in de toekomst verwachten. Stand van zaken, botsingen tussen puin en werkende satellieten zullen naar verwachting explosies inhalen als de dominante bron van puin.

Afvalcreërende gebeurtenissen komen vaker voor

Gemiddeld over de laatste twee decennia, Er zijn elk jaar 12 toevallige "fragmentaties" in de ruimte - en deze trend neemt helaas toe. Fragmentatiegebeurtenissen beschrijven momenten waarop puin wordt gecreëerd als gevolg van botsingen, explosies, elektrische problemen en zelfs alleen het losraken van objecten als gevolg van de barre omstandigheden in de ruimte.

Aan de positieve kant

Er wordt geprobeerd de regels te volgen (nog niet genoeg)

Hoewel niet alle satellieten momenteel voldoen aan de internationale richtlijnen, steeds meer ruimtevaartactoren proberen zich aan de regels te houden. In het laatste decennium, 15-30% van de objecten, of ladingen die in niet-conforme banen in het gebied met een lage baan om de aarde zijn gelanceerd (met uitzondering van ruimtevaartuigen die verband houden met bemande ruimtevluchten), hadden geprobeerd te voldoen aan de maatregelen ter beperking van het puin. Tussen 5% en 20% deed dit met succes, met een piek van 35% in 2018 als gevolg van de actieve de-orbiting van het Iridium-sterrenbeeld.

Meer raketten worden veilig afgevoerd

Als het om raketten gaat, er wordt steeds meer duurzaam afgevoerd. Tussen 40 en 80% van degenen die zich dit decennium in een niet-conforme baan om de aarde bevonden, probeerde te voldoen aan de maatregelen ter beperking van puin. Van deze, 30-70% deed dit met succes.

Van alle raketten die de afgelopen tien jaar zijn gelanceerd, 60-80% (in termen van massa) hield zich aan mitigerende maatregelen. Sommige raketten bevinden zich in een lage baan om de aarde waardoor ze op natuurlijke wijze in de atmosfeer van de aarde vervallen, maar een aanzienlijk aantal raketten wordt teruggestuurd naar de atmosfeer van de aarde, waar ze ofwel verbranden of opnieuw worden binnengedrongen over onbewoonde gebieden. Dergelijke praktijken nemen toe, met ongeveer 30% van de raketten die sinds 2017 veilig en gecontroleerd opnieuw zijn binnengekomen.

Dit is heel goed nieuws. Raketlichamen behoren tot de grootste objecten die we naar de ruimte sturen en lopen een hoog risico om betrokken te raken bij catastrofale botsingen. Alle stappen om ervoor te zorgen dat ze maximaal 24 uur na de lancering niet in een baan rond de aarde blijven hangen, moeten worden gevierd.

Meer satellieten worden in banen op lage hoogte geplaatst waar ze van nature verbranden

De hoeveelheid "verkeer" die wordt gelanceerd in het beschermde gebied met een lage baan om de aarde - tot 2000 km hoogte - verandert aanzienlijk, met name door de verspreiding van kleine satellieten en sterrenbeelden.

Ongeveer 88% van de kleine ladingen die in deze regio worden gelanceerd, zullen zich natuurlijk houden aan maatregelen ter beperking van ruimteschroot vanwege hun lage hoogte, wat betekent dat ze uiteenvallen in de atmosfeer van de aarde.

Om dezelfde reden wordt geschat dat 30-60% van alle satellietmassa (exclusief menselijke ruimtevluchten) voldoet aan de richtlijnen voor het einde van de levensduur.

"De versnellende toename van satellieten die in een lage baan om de aarde worden gelanceerd, is duidelijk zichtbaar in ons laatste rapport, " legt Tim Florer uit, Hoofd van ESA's Space Debris Office.

"We hebben fundamentele veranderingen waargenomen in de manier waarop we de ruimte gebruiken. Om te blijven profiteren van de wetenschap, technologie en data die het opereren in de ruimte met zich meebrengt, het is van vitaal belang dat we bij het ontwerp en de operaties van ruimtevaartuigen een betere naleving bereiken van de bestaande richtlijnen voor de beperking van ruimteschroot. Het kan niet genoeg benadrukt worden:dit is essentieel voor duurzaam ruimtegebruik."

Hoge mate van afvalvermindering in een geostationaire baan

Satellieten gelanceerd in de geostationaire beschermde regio, 35, 586-35, 986 km hoogte, hebben een zeer hoge mate van naleving van afvalbeperkende maatregelen. Tussen 85% en 100% die dit decennium het einde van hun leven bereikten, probeerden aan deze maatregelen te voldoen, waarvan 60-90% dit met succes deed.

In een geostationaire baan, er is een duidelijk commercieel belang voor operators om hun paden vrij te houden van ter ziele gegane satellieten en puin - als ze dit niet doen, zouden hun ruimtevaartuigen, en onderste regel, ernstig gevaar lopen.

Wat nu?

Systematische analyse van veranderend gedrag in de ruimte, als het gaat om het nemen van maatregelen ter beperking van puin, geeft redenen om voorzichtig optimistisch te zijn - dit was tien jaar geleden niet het geval.

Als het snel wordt aangenomen, aanhoudende investeringen in nieuwe technologieën om missies te passiveren en af ​​te stoten, zullen ons milieu in staat stellen het hoofd te bieden aan de aanhoudende toename van het ruimteverkeer en de steeds complexere operaties.

We moeten de ruimteomgeving zien als een gedeelde en beperkte natuurlijke hulpbron. Voortdurende creatie van ruimtepuin zal leiden tot het Kessler-syndroom, wanneer de dichtheid van objecten in een lage baan om de aarde hoog genoeg is dat botsingen tussen objecten en puin een cascade-effect creëren, elke crash genereert puin dat vervolgens de kans op verdere botsingen vergroot. Op dit punt, bepaalde banen rond de aarde zullen volledig onherbergzaam worden.

ESA werkt actief aan de ondersteuning van de richtlijnen voor de duurzaamheid op lange termijn van activiteiten in de ruimte van het VN-Comité voor het vreedzaam gebruik van de ruimte, inclusief het financieren van 's werelds eerste missie om een ​​stuk puin uit een baan om de aarde te verwijderen, helpen bij het creëren van een internationale duurzaamheidsclassificatie voor de ruimte en het ontwikkelen van technologieën om het vermijden van botsingen te automatiseren en de impact van ruimtemissies op ons milieu te verminderen.