Als we aan ruimte denken, we denken groot en leeg, maar als het gaat om de baan van de aarde, het is volgestopt met miljoenen stukjes afval die we ruimteafval noemen.

De rommel - of ruimtepuin - bestaat uit oncontroleerbare, door de mens gemaakte items die in een baan om de aarde blijven lang nadat ze hun oorspronkelijke doel hebben gediend. De omvang van het puin varieert van zeer groot, inclusief afgedankte stadia van raket- en satellietlanceringen, tot kleinere metalen stukken zoals moeren en bouten, helemaal tot aan deeltjes zoals verfschilfers.

Op zijn kleinst, de ruimteafval mag maar één millimeter groot zijn, maar er zijn duizenden stukken groter dan een pizzadoos die problemen veroorzaken.

Volgens de laatste statistische modellen van het Europees Ruimteagentschap, er zijn ongeveer 34, 000 objecten groter dan 10 centimeter in een baan, maar tot 128 miljoen items tussen één millimeter en één centimeter rondzweven. Objecten kleiner dan 10 centimeter kunnen niet conventioneel worden gevolgd.

Satellietsysteemexpert Dr. Joon Wayn Cheong, van UNSW School of Electrical Engineering and Telecommunicatie, zegt dat als mensen meer objecten de ruimte in lanceren, dit puin kan de veiligheid van satellieten en menselijke astronauten in toenemende mate bedreigen.

"Ruimteafval vormt een bijzonder risico voor ruimtemissies waarbij mensenlevens betrokken zijn, " hij zegt.

"Dit is vooral belangrijk voor het internationale ruimtestation, omdat er zorgvuldige afweging moet worden gemaakt over het baanpad van ruimteafval voordat ruimtewandelingsoefeningen worden uitgevoerd.

"Het grootste probleem met deze objecten is dat ze niet kunnen worden gevolgd of gecontroleerd. Als we ze kunnen controleren, we kunnen er gemakkelijk voor zorgen dat ze objecten in de buurt vermijden en er omheen manoeuvreren."

Echter, wanneer ruimteafval botst op andere in een baan om de aarde draaiende satellieten, of grotere stukken ruimteafval, het kan in kleinere stukjes puin breken, waardoor het probleem verder wordt aangewakkerd.

"Het wordt het Kessler-syndroom genoemd. Dit fenomeen beschrijft de exponentiële groei van besmetting in onze banen, waar puin meer puin voortbrengt, en helaas, er is niet genoeg geld of middelen in de wereld om al het ruimteafval goed op te ruimen."

Klein maar machtig

Het is moeilijk voor te stellen dat objecten kleiner dan de grootte van een tandenstoker zoveel schade kunnen aanrichten, maar in de ruimte, alles is mogelijk.

"Ruimtepuin kan tot 10 kilometer per seconde reizen, wat dezelfde impact heeft als geraakt worden door een kleine cricketbal met 100 kilometer per uur, " zegt dr. Cheong.

"De buitenkant van satellieten is vaak bedekt met zonnepanelen, die uit bros glas bestaan. Dus ongeacht hoe klein het puin waarmee het botst, de satelliet zal waarschijnlijk worden beschadigd, en daardoor ontstaat er meer puin.

"Deze satellieten zijn kwetsbaar - ze zijn niet ontworpen om te worden vernietigd."

Duur onroerend goed

Net als de vastgoedmarkt, orbit onroerend goed is beperkt en concurrerend.

Een van de belangrijkste banen is de geostationaire baan, aangeduid als de geosynchrone equatoriale baan (GEO), die op een hoogte van 35, 000 kilometer van het aardoppervlak. Het wordt beschouwd als een van de meest waardevolle banen en wordt bezet door veel telecommunicatie- en uitzendsatellieten.

"Ruimteafval vervuilt de banen die het inneemt; het gebruikt de orbitale sleuf die een andere functionele, nuttiger satelliet zou kunnen bezetten, " zegt dr. Cheong.

"We zien een toenemende trend van ruimtevaartorganisaties en bedrijven die veel satellieten in veel hogere banen sturen, voornamelijk de bovenste Low Earth Orbit (LEO), en in sommige gevallen de GEO-baan.

"Maar ze komen in een situatie terecht waarin ze de controle over deze satellieten verliezen, of ze stoppen volledig met functioneren, maar blijven de baan nog 10 tot 15 jaar bezetten en er is geen manier om ze terug te halen."

Dit creëert een probleem waarbij niet-functionele satellieten uiteindelijk eersteklas onroerend goed bezetten, hij zegt.

"En naarmate de tijd verstrijkt, hun positie in de ruimte wordt steeds kostbaarder omdat er minder baanbanen beschikbaar zijn om nieuwe satellieten op te zenden voor belangrijke doeleinden zoals communicatie, positionering, aardobservatie en andere technologieën."

Ruimteafval hiernamaals

Als adjunct-directeur bij UNSW Australian Centre for Space Engineering (ASCER), Dr. Cheong leidde het team dat de eerste operationele CubeSat van Australië in de ruimte bouwde:UNSW-EC0.

Hij zegt dat er duurzamere manieren zijn om experimentele ruimtemissies uit te voeren - door ze in lagere banen te plaatsen waar ze binnen een tot twee jaar passief de aarde weer binnenkomen met bijna nul risico op botsingen. Wanneer satellieten het einde van hun levensduur bereiken, Dr. Cheong zegt dat ze ofwel naar een kerkhof moeten worden verplaatst of terug naar de aarde moeten worden verplaatst. om het risico van botsingen met andere satellieten te verminderen.

"De banen op het kerkhof bevinden zich op veel grotere hoogte en interfereren niet met de gewone operationele banen, " hij zegt.

"Voor de satellieten die dichter bij de aarde staan, je kunt ze naar een nog lagere baan verplaatsen en ze door de zwaartekracht terug naar de aarde laten trekken en ze vervallen sneller als ze door de geleidelijk dikkere atmosfeer eronder bewegen.

"Voor de satellieten die verder weg zijn, ze moeten worden verplaatst naar een kerkhofbaan.

"Het is aan de ruimtevaartuigoperators om ervoor te zorgen dat ze aan het einde van hun missie voldoende brandstof hebben om een ​​bewuste beslissing te nemen over wat ze met de satelliet moeten doen - gewoon niet dumpen en onze banen verder vervuilen."

Uit het zicht, uit het hart

Dr. Cheong zegt dat er een internationale inspanning moet worden geleverd om de rommel in de ruimte op te ruimen.

"Een van de problemen met ruimteafval is het gebrek aan verantwoordelijkheid. Het is moeilijk voor deze instanties en bedrijven om toe te geven dat hun satelliet heeft gefaald - waardoor een botsing met puin onontkoombaar is, " zegt dr. Cheong.

"Wat betreft kleine niet-detecteerbare brokstukken, als we niet weten dat het daarboven is, we kunnen er geen rekening mee houden in toekomstige ruimtemissies. Dit vergroot de kans op toekomstige botsingen."