CBK PAN-expert: ondanks de drukte in de ruimte is er nog steeds genoeg ruimte

In de afgelopen zes maanden hebben Starlink-satellieten ongeveer 150.000 manoeuvres uitgevoerd om botsingen te voorkomen. Binnenkort worden nog tienduizenden satellieten in een lage baan om de aarde gelanceerd. Overbevolking is misschien een probleem, maar er is nog steeds voldoende ruimte, aldus dr. Tomasz Barciński van het Ruimteonderzoekscentrum van de Poolse Academie van Wetenschappen.

De lage baan om de aarde (LEO) is het gebied tussen 200 en 2000 km boven de aarde. Hier vinden de meeste bemande ruimtevluchten plaats. Onder andere het Internationale Ruimtestation (ISS) bevindt zich in een LEO-baan. Objecten in een lage baan om de aarde hebben een snelheid van ongeveer 27.400 km/u (8 km/s) en draaien elke 90 minuten om de aarde.

Door het toenemende aantal satellieten in LEO rijst onder andere de vraag wat de grens van de baanvulling is en of we deze naderen.

"Dat is een goede vraag, maar het is moeilijk om een eenduidig antwoord te geven. Als we het extreme geval van botsingen vermijden zonder de satellieten te hoeven manoeuvreren, hebben we die grens al overschreden. Botsingen komen voor. Maar als we rekening houden met een klein risico op een botsing en de mogelijkheid om de satellieten te manoeuvreren, verandert de situatie drastisch", vertelde Dr. Barciński, specialist van het Ruimteonderzoekscentrum van de Poolse Academie van Wetenschappen, aan PAP.

Volgens hem is het te vergelijken met een stad waar bestuurders niet opletten waar ze rijden en we ongelukken willen voorkomen, en een stad waar alle bestuurders goed zijn opgeleid en we accepteren dat er soms ongelukken gebeuren.

"Het is moeilijk met zekerheid te zeggen of we nog veel ruimte in de ruimte hebben of niet. Er zijn geen duidelijke meningen van experts over deze kwestie. Maar als we uitgaan van enkele kleine risico's en het gebruik van verschillende technologieën, lijkt het erop dat we nog steeds een grote ruimte-oceaan hebben om te exploiteren", legt Dr. Barciński uit.

Hij waarschuwt dat we voorlopig geen risico lopen op de gevaarlijke kettingreactie die bekendstaat als het Kesslereffect. Deze kettingreactie treedt op wanneer ruimtepuin op elkaar botst en uit elkaar valt, waardoor steeds nieuwe en steeds kleinere stukjes ontstaan.

"Dit is een theoretische mogelijkheid, waarbij botsingen of explosies in de baan puin creëren dat andere satellieten en andere objecten verbrijzelt, waardoor er nog meer puin ontstaat. Dit creëert een lawine-effect, dat uiteindelijk de hele baan vult met fragmenten van verbrijzelde satellieten en andere objecten. We zien dit proces nog niet, maar het is mogelijk dat we ons nog maar in een heel vroeg stadium van dit fenomeen bevinden. Dan zal er lange tijd niets te zien zijn, en dan begint er een onstuitbare kettingreactie", beschrijft de expert.

- Om in de ruimte te kunnen blijven opereren, zouden we een aantal compleet onbekende technologieën moeten ontwikkelen of gepantserde satellieten en stations moeten bouwen, voegt hij toe.

De lage baan zou dan voor lange tijd onbruikbaar worden voor de mensheid.

"De baan zal zichzelf opruimen. In LEO zijn er nog steeds luchtmoleculen in de atmosfeer die alle objecten afremmen en ervoor zorgen dat ze weer in de atmosfeer terechtkomen. Dit duurt echter lang. Het opruimen van zo'n baan zou waarschijnlijk tientallen jaren duren. Ondertussen is onze beschaving al sterk afhankelijk van satellieten", benadrukt de expert.

Om problemen te voorkomen en een soepele werking van de groeiende vloot van ruimteobjecten te garanderen, zijn geschikte technologieën van cruciaal belang.

"De meeste ontwijkende manoeuvres van satellieten hebben geen invloed op de werking van deze apparaten. Zulke gebeurtenissen zijn, zou je kunnen zeggen, voor ons transparant", aldus Dr. Barciński.

In de ruimte komen we ook zogenaamd ruimteschroot tegen. Dit schroot ontstaat hoofdzakelijk door het uiteenvallen van satellieten of raketonderdelen, wat technisch gezien fragmentatie wordt genoemd.

"We hebben het over botsingen, maar ook over explosies. Een deel van de raket, met nog brandstof erin, kan exploderen. Zelfs een batterij in een satelliet kan exploderen. Zulke situaties komen veel vaker voor dan botsingen. Zowel botsingen als explosies creëren een wolk van fragmenten van het object, die enigszins lijkt op de ringen van Saturnus. Veel van het puin wordt vanaf de aarde in de gaten gehouden, maar dit is niet voor al het puin mogelijk, omdat sommige te klein zijn. Bovendien kunnen sommige satellieten onafhankelijk de ruimte om hen heen observeren en, indien nodig, passende manoeuvres uitvoeren," legde hij uit.

Een van de belangrijkste elementen voor het bruikbaar houden van de baan om de aarde is het uit de baan halen van gebruikte satellieten.

"Om de congestie in een lage baan om de aarde en de daarmee gepaard gaande risico's te verminderen, zijn er al overeenkomsten getekend die het einde van de levensduur van elk object dat in een baan om de aarde wordt gebracht, vastleggen. Ze moeten ofwel uit de baan om de aarde komen of, als ze voldoende brandstof hebben, opstijgen naar een zeer hoge, zogenaamde begraafplaatsbaan", aldus Dr. Barciński.

Door de drukte in de lage-emissiezone (LEO) neemt ook het risico voor ruimtestations als ISS toe.

"Satellieten bevinden zich doorgaans op een hoogte van ongeveer 500-600 km, het ISS op ongeveer 400 km en het Chinese Tiangong-station zelfs nog lager. Er kunnen echter problemen ontstaan wanneer duizenden satellieten die zich iets hoger bevinden het einde van hun levensduur bereiken. De stations zullen dan ook vaker uitwijkmanoeuvres moeten uitvoeren", aldus de expert.

Er worden ook andere benaderingen van het probleem overwogen.

Er wordt ook gewerkt aan het gebruik van banen die nog lager liggen dan die van ruimtestations. Hier is de wrijving met de atmosfeer echter relatief sterk. Bovendien varieert deze aanzienlijk afhankelijk van de zonneactiviteit, wat aanzienlijke instabiliteit met zich meebrengt. Ook zogenaamde pseudo-satellieten worden overwogen – bijvoorbeeld vliegtuigen die op zeer grote hoogte zweven. Deze kunnen lange tijd boven een bepaald gebied zweven en als satelliet functioneren. Verdere technologieën die de mogelijkheid van operaties in en nabij de baan om de aarde zullen helpen waarborgen, zullen ongetwijfeld in aantal toenemen en steeds verfijnder worden. Daarom zal deze orbitale "oceaan" die ik noemde zich waarschijnlijk nog lange tijd voor ons blijven uitbreiden," aldus Dr. Barciński.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/ amac/