De ruimte wordt steeds voller. Verouderde satellieten en ruimtepuin verdringen zich in een lage baan om de aarde, en het lanceren van nieuwe satellieten draagt ​​bij aan het aanvaringsrisico. De meest effectieve manier om het ruimteafvalprobleem op te lossen, volgens een nieuwe studie, is niet om puin te vangen of oude satellieten uit hun baan te halen:het is een internationale overeenkomst om operators "orbitale gebruikskosten" in rekening te brengen voor elke satelliet die in een baan om de aarde wordt gebracht.

De vergoedingen voor orbitaal gebruik zouden ook de langetermijnwaarde van de ruimtevaartindustrie verhogen, zei econoom Matthew Burgess, een CIRES Fellow en co-auteur van het nieuwe artikel. Door het toekomstige risico op botsingen met satellieten en puin te verminderen, een jaarlijkse vergoeding oplopend tot ongeveer $ 235, 000 per satelliet zou de waarde van de satellietindustrie tegen 2040 verviervoudigen, concludeerden hij en zijn collega's in een artikel dat vandaag in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

"De ruimte is een gemeenschappelijke hulpbron, maar bedrijven houden geen rekening met de kosten die hun satellieten met zich meebrengen voor andere operators wanneer ze beslissen om al dan niet te lanceren, zei Burgess, die ook een assistent-professor in milieustudies is en een verbonden faculteitslid in economie aan de Universiteit van Colorado Boulder. "We hebben een beleid nodig waarmee satellietexploitanten rechtstreeks rekening kunnen houden met de kosten die hun lanceringen met zich meebrengen voor andere operators."

Momenteel, naar schatting 20, 000 objecten - waaronder satellieten en ruimtepuin - verdringen zich in een lage baan om de aarde. Het is de nieuwste Tragedy of the Commons, de onderzoekers zeiden:Elke operator lanceert steeds meer satellieten totdat hun privé-botsingsrisico gelijk is aan de waarde van de in een baan om de aarde draaiende satelliet.

Tot dusver, voorgestelde oplossingen waren voornamelijk technologisch of management, zei Akhil Rao, assistent-professor economie aan Middlebury College en hoofdauteur van het artikel. Technologische oplossingen zijn onder meer het verwijderen van ruimteafval uit een baan met netten, harpoenen, of lasers. Het uit zijn baan brengen van een satelliet aan het einde van zijn levensduur is een managementoplossing.

uiteindelijk, technische of managementoplossingen zoals deze zullen het puinprobleem niet oplossen, omdat ze de prikkels voor operators niet veranderen. Bijvoorbeeld, het verwijderen van ruimtepuin zou operators kunnen motiveren om meer satellieten te lanceren - een verdere verdringing van een lage baan om de aarde, verhoogd aanrijdingsrisico, en het verhogen van de kosten. "Dit is meer een stimuleringsprobleem dan een technisch probleem. Het belangrijkste is om de stimuleringsmaatregelen goed te krijgen, ' zei Rao.

Een betere aanpak van het ruimteschrootprobleem, Rao en zijn collega's vonden, is het invoeren van een vergoeding voor het gebruik van een baan - een belasting op in een baan om de aarde draaiende satellieten. "Dat is niet hetzelfde als een startvergoeding, "Rao zei, "Lanceringskosten op zich kunnen operators er niet toe aanzetten hun satellieten uit hun baan te plaatsen wanneer dat nodig is. en het is niet de lancering maar de in een baan om de aarde draaiende satelliet die de schade veroorzaakt."

Vergoedingen voor orbitaal gebruik kunnen directe vergoedingen of verhandelbare vergunningen zijn, en ze kunnen ook baanspecifiek zijn, aangezien satellieten in verschillende banen verschillende botsingsrisico's met zich meebrengen. Meest belangrijk, de vergoeding voor elke satelliet zou worden berekend om de kosten voor de industrie weer te geven om een ​​andere satelliet in een baan om de aarde te brengen, inclusief geprojecteerde huidige en toekomstige kosten van extra botsingsrisico en productie van ruimteschroot - kosten die operators momenteel niet meewegen bij hun lanceringen. "In ons voorbeeld waar het om gaat is dat satellietexploitanten de kosten betalen van het aanvaringsrisico dat aan andere exploitanten wordt opgelegd, " zei Daniël Kaffine, hoogleraar economie en RASEI Fellow aan de University of Colorado Boulder en co-auteur van het papier.

En die vergoedingen zouden in de loop van de tijd toenemen, om rekening te houden met de stijgende waarde van schonere banen. In het model van de onderzoekers de optimale vergoeding zou stijgen met 14 procent per jaar, het bereiken van ongeveer $ 235, 000 per satellietjaar tegen 2040.

Voor een orbitale-gebruik vergoeding benadering van het werk, vonden de onderzoekers, alle landen die satellieten lanceren zouden moeten deelnemen - dat zijn er ongeveer een dozijn die satellieten lanceren op hun eigen lanceervoertuigen en meer dan 30 die satellieten bezitten. In aanvulling, elk land zou dezelfde vergoeding per eenheid van botsingsrisico moeten aanrekenen voor elke satelliet die in een baan om de aarde gaat, hoewel elk land afzonderlijk inkomsten zou kunnen innen. Landen passen al soortgelijke benaderingen toe bij koolstofbelastingen en visserijbeheer.

In dit onderzoek, Rao en zijn collega's vergeleken de vergoedingen voor orbitaal gebruik met 'business as usual' (dat wil zeggen, open toegang tot de ruimte) en tot technologische oplossingen zoals het verwijderen van ruimteafval. Ze ontdekten dat vergoedingen voor orbitaal gebruik operators dwongen om de verwachte levensduur van hun satellieten direct af te wegen tegen de kosten voor de industrie om een ​​andere satelliet in een baan om de aarde te brengen en extra risico te creëren. In andere scenario's, operators hadden nog steeds een stimulans om de ruimte in te racen, in de hoop wat waarde te extraheren voordat het te druk werd.

Met vergoedingen voor orbitaal gebruik, de langetermijnwaarde van de satellietindustrie zou toenemen van ongeveer $ 600 miljard in het business-as-usual-scenario tot ongeveer $ 3 biljoen, onderzoekers gevonden. De waardestijging komt door het verminderen van aanrijdingen en aan aanrijdingen gerelateerde kosten, zoals het lanceren van vervangende satellieten.

Vergoedingen voor orbitaal gebruik kunnen satellietexploitanten ook helpen het probleem van ruimteafval voor te blijven. "In andere sectoren het aanpakken van de Tragedy of the Commons is vaak een inhaalslag geweest met aanzienlijke maatschappelijke kosten. Maar de relatief jonge ruimtevaartindustrie kan deze kosten vermijden voordat ze escaleren, ' zei Burgess.