Den nuværende tilstand af rumaffald

Hvirvlende fragmenter af tidligere rumbestræbelser er fanget i kredsløb om Jorden, truer vores fremtid i rummet. Over tid, nummeret, massen og arealet af disse affaldsgenstande vokser støt, øger risikoen for fungerende satellitter.

ESA's Space Debris Office overvåger konstant denne affaldssituation i konstant udvikling, og hvert år udgiver en rapport om den aktuelle tilstand af affaldsmiljøet.

Siden begyndelsen af ​​rumalderen i 1957, tonsvis af raketter, rumfartøjer og instrumenter er blevet opsendt til rummet. I første omgang, der var ingen plan for, hvad de skulle stille op med dem i slutningen af ​​deres liv. Siden da, antallet er fortsat med at stige, og eksplosioner og kollisioner i rummet har skabt hundredtusindvis af skår af farligt affald.

"Den største bidragyder til det nuværende problem med rumaffald er eksplosioner i kredsløb, forårsaget af overskydende energi - brændstof og batterier - ombord på rumfartøjer og raketter. På trods af, at der har været truffet foranstaltninger i årevis for at forhindre dette, vi ser ingen nedgang i antallet af sådanne begivenheder. Tendenser i retning af bortskaffelse ved slutningen af ​​missionen er i bedring, men i langsomt tempo, " forklarer Holger Krag, Leder af Space Safety Program.

Reduktion af affaldsdannelse

"I lyset af den konstante stigning i rumtrafikken, vi er nødt til at udvikle og levere teknologier til at gøre foranstaltninger til forebyggelse af affald fejlsikre, og ESA gør netop det gennem sit Space Safety Program. Parallelt, tilsynsmyndigheder er nødt til at overvåge status for rumsystemer såvel som global overholdelse af affaldsreduktion under deres jurisdiktion nærmere."

Der findes nu internationale retningslinjer og standarder, der gør det klart, hvordan vi kan nå frem til en bæredygtig udnyttelse af rummet:

• designe raketter og rumfartøjer for at minimere mængden af ​​"udfald" - materiale, der løsner sig under opsendelse og drift, på grund af de barske pladsforhold
• forhindre eksplosioner ved at frigive lagret energi, "passivere" rumfartøjer en gang i slutningen af ​​deres liv
• Flyt hedengangne ​​missioner ud af måden at arbejde satellitter på - enten ved at de-kredse dem eller flytte dem til en "kirkegårdsbane"
• Forebyg nedbrud i rummet gennem omhyggeligt valg af baner og ved at udføre "manøvrer til undgåelse af kollisioner."

Mange rumbureauer, private virksomheder og andre rumaktører ændrer deres adfærd for at overholde disse retningslinjer – men er det nok?

Foruroligende tendenser

Vi laver mere og mere affald

Antallet af affaldsgenstande, deres samlede masse, og det samlede areal, de optager, har været støt stigende siden begyndelsen af ​​rumalderen. Dette er yderligere drevet af et stort antal opbrud i kredsløb af rumfartøjer og rakettrin.

Det samlede areal, som rumaffald fylder, er vigtigt, da det er direkte relateret til, hvor mange sammenstød vi forventer i fremtiden. Som tingene står, kollisioner mellem affald og fungerende satellitter forventes at overhale eksplosioner som den dominerende kilde til affald.

Affaldsskabende begivenheder er blevet mere almindelige

I gennemsnit over de sidste to årtier, 12 utilsigtede "fragmenteringer" er opstået i rummet hvert år - og denne tendens er desværre stigende. Fragmenteringshændelser beskriver øjeblikke, hvor snavs dannes på grund af kollisioner, eksplosioner, elektriske problemer og endda bare løsrivelse af genstande på grund af de barske forhold i rummet.

På den lyse side

Der gøres forsøg på at følge reglerne (endnu ikke nok)

Selvom ikke alle satellitter i øjeblikket overholder internationale retningslinjer, flere og flere rumaktører forsøger at holde sig til reglerne. I det sidste årti, 15-30% af genstande, eller nyttelast, der blev sendt ind i ikke-kompatible kredsløb i området med lav kredsløb om Jorden (undtagen rumfartøjer relateret til menneskelig rumflyvning) havde forsøgt at overholde affaldsbegrænsende foranstaltninger. Mellem 5 % og 20 % gjorde det med succes, toppede med 35 % i 2018 på grund af den aktive de-kredsløb fra Iridium-konstellationen.

Flere raketter bliver sikkert bortskaffet

Når det kommer til raketter, flere og flere bliver bæredygtigt bortskaffet. Mellem 40 og 80 % af dem i et ikke-kompatibelt kredsløb om jorden i dette årti forsøgte at overholde affaldsbegrænsende foranstaltninger. Af disse, 30-70 % gjorde det med succes.

Af alle de raketter, der blev opsendt i det sidste årti, 60-80 % (i form af masse) overholdt afværgeforanstaltninger. Nogle raketter befinder sig i lave jordbaner, hvilket får dem til at henfalde naturligt i jordens atmosfære, men en betydelig mængde raketter ledes tilbage til Jordens atmosfære, hvor de enten brænder op eller får dem til at trænge ind igen over ubeboede områder. Sådan praksis er stigende, med omkring 30 % af raketterne, der er kommet sikkert ind igen på en kontrolleret måde siden 2017.

Det er meget gode nyheder. Raketlegemer er blandt de største genstande, vi sender til rummet, og har en høj risiko for at blive involveret i katastrofale kollisioner. Alle trin for at sikre, at de ikke bliver hængende i kredsløb efter maksimalt 24 timer fra opsendelsen, skal fejres.

Flere satellitter sætter i lavhøjdebaner, hvor de naturligt brænder op

Mængden af ​​"trafik", der sendes ind i det beskyttede område med lavt kredsløb om Jorden - op til 2000 km i højden - ændrer sig markant, især på grund af udbredelsen af ​​små satellitter og konstellationer.

Omkring 88 % af de små nyttelaster, der sendes ind i denne region, vil naturligt overholde foranstaltninger til afbødning af rumaffald på grund af deres lave højde, hvilket betyder, at de går i stykker i jordens atmosfære.

Mellem 30-60 % af al satellitmasse (undtagen fra menneskelig rumflyvning) anslås at overholde retningslinjerne for end-of-life-retningslinjer af samme grund.

"Den accelererende stigning af satellitter opsendt i lavt kredsløb om Jorden er tydeligt synlig i vores seneste rapport, " forklarer Tim Florer, Leder af ESA's Space Debris Office.

"Vi har observeret grundlæggende ændringer i den måde, vi bruger rummet på. For at fortsætte med at drage fordel af videnskaben, teknologi og data, som opererer i rummet bringer, det er afgørende, at vi opnår bedre overensstemmelse med eksisterende retningslinjer for reduktion af rumaffald i design og drift af rumfartøjer. Det kan ikke understreges nok - det er afgørende for bæredygtig udnyttelse af rummet."

Høje mængder af affaldsreduktion i geostationær kredsløb

Satellitter sendt ind i det geostationære beskyttede område, 35, 586—35, 986 km i højden, har en meget høj grad af overholdelse af affaldsbegrænsende foranstaltninger. Mellem 85 % og 100 %, der nåede slutningen af ​​deres liv i dette årti, forsøgte at overholde disse foranstaltninger, hvoraf 60-90% gjorde det med succes.

I geostationær bane, der er en klar kommerciel interesse for operatører i at holde deres veje fri for hedengangne ​​satellitter og snavs – hvis de ikke gør det ville deres rumfartøjer, og bundlinje, i alvorlig risiko.

Hvad nu?

Systematisk analyse af ændrede adfærd i rummet, når det kommer til vedtagelse af affaldsbegrænsende foranstaltninger, giver grund til at være forsigtig optimistisk – det var ikke tilfældet for ti år siden.

Hvis det vedtages hurtigt, vedvarende investering i nye teknologier til passivering og bortskaffelse af missioner vil gøre det muligt for vores miljø at klare den fortsatte stigning i rumtrafik og stadigt mere komplekse operationer.

Vi skal tænke på rummiljøet som en fælles og begrænset naturressource. Fortsat skabelse af rumaffald vil føre til Kessler-syndromet, når tætheden af ​​objekter i lav kredsløb om Jorden er høj nok til at kollisioner mellem objekter og snavs skaber en kaskadeeffekt, hvert styrt genererer affald, der så øger sandsynligheden for yderligere kollisioner. På dette tidspunkt, visse kredsløb omkring Jorden vil blive fuldstændig ugæstfri.

ESA arbejder aktivt på at støtte retningslinjerne for langsigtet bæredygtighed af aktiviteter i det ydre rum fra FN's Komité for Fredelig Anvendelse af Det ydre Rum, inklusive finansiering af verdens første mission for at fjerne et stykke affald fra kredsløb, hjælpe med at skabe en international bæredygtighedsvurdering i rummet og udvikle teknologier til at automatisere kollisionsundgåelse og reducere påvirkningen af ​​vores miljø fra rummissioner.