Rumskrot:Houston, vi har et problem

Når vi tænker på rummet, vi tænker stort og tomt, men når det kommer til Jordens kredsløb, det er fyldt med millioner af stykker affald, som vi kalder rumskrot.

Skrotet - eller rumaffald - består af ukontrollerbare menneskeskabte genstande, der forbliver i kredsløb længe efter, at de har tjent deres oprindelige formål. Omfanget af affald spænder fra de meget store, inklusive kasserede etaper fra raket- og satellitopsendelser, gennem til mindre metalstykker såsom møtrikker og bolte, helt ned til partikler som malingsflager.

På sit mindste, rumskrot må kun være en millimeter i størrelse, men der er tusindvis af stykker større end en pizzaæske, der giver problemer.

Ifølge den seneste statistiske modellering af European Space Agency, der er cirka 34, 000 objekter større end 10 centimeter i kredsløb, men op til 128 millioner genstande mellem en millimeter og en centimeter flyder rundt. Genstande mindre end 10 centimeter kan ikke spores konventionelt.

Satellitsystemekspert Dr. Joon Wayn Cheong, fra UNSW School of Electrical Engineering and Telecommunications, siger, at når mennesker sender flere objekter ud i rummet, dette affald kan i stigende grad true sikkerheden for satellitter og menneskelige astronauter.

"Rumskrot udgør en særlig risiko for rummissioner, der involverer menneskeliv, " han siger.

"Dette er især vigtigt for den internationale rumstation, da der skal foretages omhyggelige overvejelser om rumskrots kredsløb, før rumvandringsøvelser udføres.

"Det største problem med disse objekter er, at de ikke kan spores eller kontrolleres. Hvis vi kan kontrollere dem, vi kan nemt sikre, at de undgår og manøvrerer uden om genstande i nærheden."

Imidlertid, når rumskrot støder ind i andre satellitter i kredsløb, eller større stykker rumskrot, det kan bryde ind i mindre stykker snavs - yderligere næring til problemet.

"Det kaldes Kessler-syndromet. Dette fænomen beskriver den eksponentielle vækst af forurening i vores baner, hvor affald frembringer mere affald, og desværre, der er ikke nok penge eller ressourcer i verden til at rydde op i alt rumskrammel ordentligt."

Lille men mægtig

Det er svært at tro, at genstande, der er mindre end størrelsen af ​​en tandstikker, kan forårsage så meget skade, men i rummet, alt er muligt.

"Rumaffald kan rejse op til 10 kilometer i sekundet, hvilket har den samme virkning som at blive ramt af en lille cricketbold med 100 kilometer i timen, " siger Dr. Cheong.

"Det ydre af satellitter er ofte dækket af solpaneler, som består af skørt glas. Så uanset hvor lille affald den kolliderer med, satellitten vil sandsynligvis blive beskadiget, og derfor skabes mere affald.

"Disse satellitter er sårbare - de er ikke designet til at blive smadret."

Dyr fast ejendom

Ligesom ejendomsmarkedet, kredsløbsejendomme er begrænset og konkurrencedygtig.

En af de vigtigere baner er den geostationære bane, omtales som den geosynkrone ækvatoriale kredsløb (GEO), som ligger i en højde af 35, 000 kilometer fra Jordens overflade. Det betragtes som en af ​​de mest værdifulde baner og er optaget af mange telekommunikations- og udsendelsessatellitter.

"Rumskrot forurener de baner, det optager; det bruger den orbitale spalte, som en anden funktionel, mere nyttig satellit kunne besætte, " siger Dr. Cheong.

"Vi ser en stigende tendens til, at rumbureauer og virksomheder sender mange satellitter ind i meget højere baner, primært den øvre Low Earth Orbit (LEO), og i nogle tilfælde GEO-kredsløbet.

"Men de kommer i en situation, hvor de mister kontrollen over disse satellitter, eller de holder helt op med at fungere, men fortsætter stadig med at besætte kredsløbet i 10 til 15 år, og der er ingen måde at få dem tilbage."

Dette skaber et problem, hvor ikke-funktionelle satellitter ender med at besætte førsteklasses fast ejendom, han siger.

"Og som tiden går, deres position i rummet bliver mere og mere værdifuld, fordi der er færre baner til rådighed til at sende nye satellitter op til vigtige formål såsom kommunikation, positionering, jordobservation og andre teknologier."

Rumskrot efter døden

Som vicedirektør ved UNSW Australian Center for Space Engineering (ASCER), Dr. Cheong ledede holdet, der byggede Australiens første operationelle CubeSat i rummet - UNSW-EC0.

Han siger, at der er mere bæredygtige måder at udføre eksperimentelle rummissioner på - ved at placere dem i lavere baner, hvor de passivt kommer ind på jorden igen inden for et til to år med næsten nul risiko for kollision. Når satellitter når slutningen af ​​deres liv, Dr. Cheong siger, at de enten skal flyttes til en kirkegårdsbane eller flyttes tilbage til Jorden, for at reducere risikoen for kollision med andre satellitter.

"Krevgårdsbaner er i meget højere højde og forstyrrer ikke almindelige operationelle baner, " han siger.

"For de satellitter, der er tættere på Jorden, du kan flytte dem til en endnu lavere bane og lade tyngdekraften trække dem tilbage til Jorden, og de henfalder hurtigere, når de bevæger sig gennem den gradvist tykkere atmosfære under den.

"For de satellitter, der er længere væk, de skal flyttes til en kirkegårdsbane.

"Det påhviler rumfartøjsoperatørerne at sikre, at de har nok brændstof i slutningen af ​​deres mission til at træffe en bevidst beslutning om, hvad de skal gøre med satellitten - bare lad være med at dumpe den og forurene vores baner yderligere."

Ude af syne, ude af sind

Dr. Cheong siger, at der bør være en international indsats for at rydde op i skrammel i rummet.

"Et af problemerne med rumskrammel er manglen på ansvarlighed. Det er svært for disse agenturer og virksomheder at indrømme, at deres satellit har fejlet - hvilket gør kollision med affald uundgåelig, " siger Dr. Cheong.

"Med hensyn til små uopdagelige affald, hvis vi ikke ved det er deroppe, vi kan ikke redegøre for det i fremtidige rummissioner. Dette øger chancerne for fremtidig kollision."