SpaceX heeft veel lof en kritiek gekregen met de oprichting van Starlink, een constellatie die op een dag breedband internettoegang zal bieden aan de hele wereld. Daten, het bedrijf heeft meer dan 800 satellieten gelanceerd en produceert deze (vanaf deze zomer) met een snelheid van ongeveer 120 per maand. Er zijn zelfs plannen voor een constellatie van 42, 000 satellieten in een baan om de aarde voordat het decennium voorbij is.

Echter, er zijn onderweg wat problemen geweest, ook. Afgezien van de gebruikelijke zorgen over lichtvervuiling en radiofrequentie-interferentie (RFI), er is ook de mate van mislukking die deze satellieten hebben ervaren. specifiek, ongeveer 3% van zijn satellieten hebben bewezen niet te reageren en manoeuvreren niet langer in een baan om de aarde, die gevaarlijk kunnen zijn voor andere satellieten en ruimtevaartuigen in een baan om de aarde.

Om botsingen in een baan om de aarde te voorkomen, SpaceX rust zijn satellieten uit met krypton Hall-effect stuwraketten (ionenmotoren) om hun baan te verhogen, aan het einde van hun leven in de ruimte manoeuvreren en uit hun baan verdwijnen. Echter, volgens twee recente mededelingen die SpaceX in de zomer (half mei en eind juni) aan de Federal Communications Commission (FCC) heeft gedaan, verschillende van hun satellieten hebben hun manoeuvreercapaciteit verloren sinds ze werden ingezet.

Helaas, het bedrijf gaf niet genoeg informatie om aan te geven welke van hun satellieten werden getroffen. Om deze reden, astrofysicus Jonathan McDowell van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) en het Chandra X-ray Center presenteerde zijn eigen analyse van het baangedrag van de satellieten om te suggereren welke satellieten hebben gefaald.

De analyse is geplaatst op de website van McDowell (Jonathan's Space Report), waar hij de eigen gegevens van SpaceX combineerde met bronnen van de Amerikaanse overheid. Van dit, hij stelde vast dat ongeveer 3% van de satellieten in de constellatie hebben gefaald omdat ze niet langer op commando's reageren. Van nature, een zekere mate van uitputting is onvermijdelijk, en 3% is relatief laag naarmate het percentage mislukkingen stijgt.

Maar elke satelliet die niet kan manoeuvreren vanwege problemen met zijn communicatie of zijn voortstuwingssysteem, creëert een botsingsgevaar voor andere satellieten en ruimtevaartuigen. Zoals McDowell vertelde Business insider :

"Ik zou zeggen dat hun faalpercentage niet enorm is. Het is niet slechter dan het faalpercentage van iemand anders. De zorg is dat zelfs een normaal faalpercentage in zo'n enorme constellatie zal eindigen met veel slechte ruimteafval."

Kessler-syndroom

Vernoemd naar NASA-wetenschappers Donald J. Kessler, die het voor het eerst voorstelde in 1978, Kessler-syndroom verwijst naar de dreiging die uitgaat van botsingen in een baan om de aarde. Deze leiden tot catastrofale breuken die meer puin creëren dat zal leiden tot verdere botsingen en breuken, enzovoort. Wanneer men rekening houdt met faalpercentages en de langetermijnplannen van SpaceX voor een "megaconstellatie, "dit syndroom steekt natuurlijk de kop op.

Niet lang geleden, SpaceX kreeg toestemming van de Federal Communications Commission (FCC) om ongeveer 12, 000 Starlink-satellieten in banen variërend van 328 km tot 580 km (200 tot 360 mi). Echter, meer recente deponeringen bij de International Telecommunications Union (ITU) tonen aan dat het bedrijf hoopt een megaconstellatie van maar liefst 42 te creëren, 000 satellieten.

In dit geval, een uitvalpercentage van 3% komt neer op 360 en 1, 260 (respectievelijk) 250 kg (550 lbs) satellieten die na verloop van tijd ter ziele gaan. Met ingang van februari 2020, volgens het Space Debris Office (SDO) van de ESA, er zijn er momenteel 5, 500 satellieten in een baan om de aarde - ongeveer 2, 300 daarvan zijn nog steeds operationeel. Dat betekent (met naakte wiskunde) dat een volledige Starlink-megaconstellatie het aantal niet-functionerende satellieten in een baan om de aarde met 11% tot 40% zou verhogen.

Het probleem van puin en botsingen ziet er nog dreigender uit als je kijkt naar de hoeveelheid puin in een baan om de aarde. Naast niet-functionerende satellieten, de SDO schat ook dat er momenteel 34, 000 objecten in een baan met een diameter van meer dan 10 cm (~4 inch), 900, 000 objecten tussen 1 cm en 10 cm (0,4 tot 4 inch), en 128 miljoen objecten tussen 1 mm en 1 cm.

Mitigatiestrategieën

Van nature, SpaceX heeft benadrukt dat de kans op een aanvaring erg klein is. In hun deponeringen bij de FCC in april 2017, SpaceX ging in op de mogelijkheid van botsingsrisico's uitgaande van snelheden van "satellietstoringen resulterend in het onvermogen om procedures voor het vermijden van botsingen uit te voeren van 10, 5 en 1 procent." In reactie, het bedrijf gaf aan dat zelfs een risico van 1% onwaarschijnlijk was, gegeven de volgende specificaties en richtlijnen:

• Het ontwerpen van de Starlink-constellatie om de richtlijnen voor het beperken van puin van NASA te overtreffen en een "agressief monitoringprogramma" om mogelijke problemen te detecteren en de getroffen satellieten uit hun baan te halen.
• Een incrementeel inzetschema over een lange periode (die ze uitvoeren door één batch van 60 satellieten per lancering in te zetten).
• Een iteratief ontwerpproces dat gebruikmaakt van nieuwe technologieën en upgrades, voorkomen dat er nog meer satellieten worden gelanceerd die als problematisch worden aangemerkt, en het deorbiteren van degenen die als een risico zijn aangemerkt.

Laatste, maar niet de minste, SpaceX benadrukte dat het simulaties uitvoert, wat het bevestigt met informatie van het Joint Space Operations Center (JSpOC) van de USAF en het NASA Orbital Debris Engineering Model. Van dit, zij beweerden dat op basis van een satellietstoringspercentage van 1% en geen corrigerende manoeuvres, er was "ongeveer 1% kans per decennium dat een mislukte SpaceX-satelliet zou botsen met een stuk bijgehouden puin."

Inzet van 60 Starlink-satellieten bevestigd pic.twitter.com/x83OvjB4Pa

— SpaceX (@SpaceX) 6 oktober 2020

Er is ook het waarschijnlijke scenario waarin Starlink-satellieten van nature uit hun baan verdwijnen als hun voortstuwingssystemen falen en ze niet in staat zijn hun baan te verhogen of corrigerende stuwkracht toe te passen. Maar zelfs met hun lagere banen, in vergelijking met andere telecommunicatiesatellieten, dit proces duurt nog één tot vijf jaar. Aan het einde van de dag, er zijn geen garanties, alleen waakzaamheid en paraatheid.

Ondertussen, Musk kondigde eerder deze maand aan dat met de laatste batch van hun satellieten die in een baan om de aarde zijn vrijgegeven, Starlink is van plan een bètatest van zijn internetdienst te lanceren. "Zodra deze satellieten hun doelpositie hebben bereikt, we zullen een vrij brede openbare bèta kunnen uitrollen in het noorden van de VS en hopelijk in het zuiden van Canada. Andere landen volgen zodra we goedkeuring van de regelgevende instanties hebben ontvangen, ", twitterde hij.