Rumaffald observeret for første gang i løbet af dagen

Om eftermiddagen den 10. februar kl. 2009, den operationelle kommunikationssatellit Iridium 33 kolliderede med den forældede Cosmos 2251 kommunikationssatellit over Sibirien i en højde af cirka 800 kilometer. Kollisionen var med en hastighed på 11,7 kilometer i sekundet og frembragte en sky på mere end 2, 000 stykker affald større end ti centimeter. Dette affald spredte sig over et omfattende område inden for få måneder og har siden da truet med at kollidere med andre operationelle satellitter. Denne begivenhed var et wake-up call for alle satellitoperatører, men også for politikere. "Problemet med såkaldt rumaffald - nedlagte kunstige genstande i rummet - fik en ny dimension, siger professor Thomas Schildknecht, leder af Zimmerwald-observatoriet og vicedirektør for Det Astronomiske Institut ved Universitetet i Bern.

Det nær-jordiske rum bliver trangt

I visse orbitale områder, risikoen for kollisioner er allerede så høj, at aktive satellitter regelmæssigt skal udføre manøvrer for at undgå affald. Den Europæiske Rumorganisation ESA behandler tusindvis af kollisionsadvarsler pr. satellit om året for sin flåde af satellitter og udfører snesevis af manøvrer om året. I de fleste tilfælde, den potentielle kollisionspartner er en af ​​omkring 20, 000 kendte rumaffaldsobjekter. "Desværre, disse nedlagte satellitters kredsløb, løfterakettens øvre stadier eller fragmenter af kollisioner og eksplosioner kendes ikke med tilstrækkelig nøjagtighed, altså kun til et par hundrede meter, " forklarer Schildknecht. Det er derfor ofte umuligt at afgøre, om en undvigemanøvre, hvilket er meget dyrt i hvert enkelt tilfælde, er endda nødvendigt og reducerer virkelig risikoen.

Nøjagtige kredsløb takket være laserafstandsmålinger

Måling af afstande til sådanne objekter ved hjælp af satellitlaserafstandsmetoden er en effektiv teknologi til at forbedre banenøjagtigheden til nogle få meter. "Vi har brugt teknologien ved Zimmerwald-observatoriet i årevis til at måle objekter udstyret med specielle laserretroreflektorer. Kun få observatorier på verdensplan har haft held med at bestemme afstande til rumaffald ved hjælp af specielle, kraftfulde lasere til dato, " fortsætter Schildknecht. Disse målinger var også tidligere kun mulige om natten.

Gennembruddet - dagtidsobservationer ved hjælp af en geodætisk laser

Den 24. juni 2020, Det lykkedes for forskere fra universitetet i Bern for første gang nogensinde at udføre dagslysobservationer af rumaffald ved hjælp af en geodætisk laser ved den schweiziske optiske jordstation og Geodynamikobservatoriet Zimmerwald. Geodætiske lasersystemer er mindst én størrelsesorden mindre kraftfulde end højt specialiserede rumaffaldslasere. Ud over, detektionen af ​​de individuelle laserfotoner, der diffust reflekteres af rumaffaldsobjekterne i oversvømmelsen af ​​den lyse daghimmels baggrundsfotoner, udgør en særlig udfordring. Succesen ved Zimmerwald Observatory var kun mulig takket være kombinationen af ​​aktiv sporing af affaldet ved hjælp af et meget følsomt videnskabeligt CMOS-kamera med billedbehandling i realtid og et digitalt realtidsfilter til at detektere de fotoner, der reflekteres af objektet.

Thomas Schildknecht kommenterer dette:"Muligheden for at observere i løbet af dagen giver mulighed for at mangedoble antallet af foranstaltninger. Der er et helt netværk af stationer med geodætiske lasere, som i fremtiden kunne være med til at opbygge et meget præcist kredsløbskatalog om rumaffald. Mere nøjagtige baner vil være afgørende i fremtiden for at undgå kollisioner og forbedre sikkerheden og bæredygtigheden i rummet."