Flere tusinde satellitter vil snart kredse om Jorden - vi har brug for bedre regler for at forhindre rumstyrt

I de seneste år, satellitter er blevet mindre, billigere, og nemmere at lave med kommercielle hyldedele. Nogle vejer endda så lidt som et gram. Det betyder, at flere mennesker har råd til at sende dem i kredsløb. Nu, satellitoperatører er begyndt at opsende mega-konstellationer - grupper på hundreder eller endda tusindvis af små satellitter, der arbejder sammen - i kredsløb om Jorden.

I stedet for én stor satellit, grupper af små satellitter kan give dækning af hele planeten på én gang. Civil, militære og private operatører bruger i stigende grad konstellationer til at skabe global og kontinuerlig dækning af Jorden. Konstellationer kan give en række funktioner, herunder klimaovervågning, katastrofehåndtering eller digital forbindelse, som satellitbredbånd.

Men at give dækning af hele planeten med små satellitter kræver mange af dem. Oven i købet, de skal kredse tæt på Jordens overflade for at reducere afbrydelse af dækning og kommunikationsforsinkelser. Det betyder, at de optager et allerede travlt område af rummet kaldet lavt kredsløb om Jorden, mellemrummet 100 til 2, 000 km over jordens overflade.

Der er mange problemer forbundet med at introducere så mange satellitter i kredsløb, fra farerne ved rumskrammel til at hindre vores udsyn til nattehimlen. Men skiftet i retning af megakonstellationer er også en udfordring for global rumstyring.

Der er næsten 3, 000 aktive satellitter i kredsløb om Jorden i dag, og dette er sat til at skyde i luften i de kommende år. Europa-Kommissionen, for eksempel, annoncerede for nylig planer om at opsende tusindvis af satellitter i kredsløb om Jorden, tilføjelse til en voksende liste over planlagte megakonstellationslanceringer.

Mens virksomheder og regeringer rundt om i verden fortsætter med at forfølge megakonstellationer, det er afgørende, at styringsrammen er i stand til at understøtte stigningen i aktiviteten. Der er en række vigtige problemer, der skal overvejes.

1. Definition

Satellitter reguleres på nationalt plan og gennem licensering, styret af principperne i traktaten om det ydre rum fra 1967. Selvom begreberne konstellation eller megakonstellation ikke findes i traktaten, de betragtes som rumobjekter, ligesom alle andre satellitter.

Da procedurer og regler varierer fra land til land, udfordringen er, hvordan man kan styre megakonstellationer uden at skabe juridisk fragmentering. Det er bydende nødvendigt, at emnet diskuteres på internationalt plan.

Alligevel pt. der er ingen juridisk bindende definition af en satellitkonstellation, heller ikke for det nyere udtryk mega-konstellation. Præcis hvor mange satellitter der udgør en megakonstellation er ukendt, og hvert land kunne betragte udtrykket som noget andet. Klarhed på internationalt plan kunne bane vejen for at skabe retningslinjer specifikt for megakonstellationer, som kunne hjælpe med sikker og bæredygtig brug af lavt kredsløb om Jorden.

2. Trængsel

De fleste satellitter i lav kredsløb om jorden opererer mellem 600 og 800 km over havets overflade. Dette betragtes som et overbelastet område, da der allerede er masser af satellitter der. Små satellitter har kortere levetid end de større satellitter, som typisk kredser over lavt kredsløb om Jorden.

Imidlertid, det kan stadig tage op til omkring 150 år for satellitter at blive fjernet, ved at gå ind i atmosfæren igen og brænde op, hvis de er omkring 750 km over havets overflade. Nogle fjernes målrettet, gennem kontrolleret re-entry, og andre er designet til at falde på en ukontrolleret måde. Satellit- og megakonstellationsoperatører skal overveje måder til at reducere affaldet forårsaget af disse satellitter ud over den sædvanlige procedure, for at opretholde en bæredygtig brug af lav kredsløb om Jorden.

I betragtning af mængden af ​​fremtidige mega-konstellationer, der i øjeblikket er planlagt, rummet omkring Jorden kaldet lavt kredsløb om Jorden kan nemt blive en begrænset ressource.

3. Radiospektrum

Dette gælder ikke kun, når det kommer til fysisk rum, men også radiobrug. At kommunikere, satellitter bruger radiospektret. Med stigningen i mega-konstellationer, der er fare for, at operatører "lager" radiofrekvenser, oplagre dem, før de rent faktisk har brug for dem.

For at forhindre dette, et FN-specialagentur for satellitradiospektrumanvendelse har for nylig opdateret sin lovgivningsramme, behandler spørgsmålet adskilt fra anden rumregulering. Mega-konstellationer vil blive sat på en fleksibel tidslinje, kun får brug af de frekvenser, de har brug for på det tidspunkt.

4. Kollisionsundgåelse og sporing

Hvis lav kredsløb om Jorden bliver overfyldt med satellitter og megakonstellationer, at undgå kollisioner bliver sværere. I september 2019, Den Europæiske Rumorganisation var nødt til at affyre boosterne på en af ​​sine satellitter for at få den ud af vejen for en anden satellit, ellers ville de to være stødt sammen.

Efterhånden som kredsløbet bliver mere overbelastet, der kan være behov for flere kollisionsmanøvrer og bedre kommunikation mellem satellitoperatører.

Der er nationale bestræbelser, overvejende i USA, til satellitsporing og kollisionsmanøvrering. Et system advarer satellitoperatører om potentielle kollisionsveje og giver mulighed for kurskorrektioner, hvor det er muligt.

Vej frem

Forhåbentlig, mega-konstellationer vil blive diskuteret af medlemslandene i FN, så snart de er i stand til det. Selvom arbejdet i udvalget kan være langsomt og meget politisk, internationale retningslinjer sammen med nationale licensprocedurer skal tilføje overvejelser til megakonstellationer.

Fordelene ved konstellationer og mega-konstellationer i lav kredsløb om Jorden til socioøkonomiske og miljømæssige formål er store. På grund af dette, det ser ud til, at antallet af konstellationer vil stige i den nærmeste fremtid. For at sikre, at vi undgår problemer, reglerne og definitionerne omkring megakonstellationer bør gøres klare, på internationalt plan.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.