Komeetmonsters onthullen verrassende tekenen van vloeibaar water

De mensheid kan zijn probleem van ruimteverspilling onder controle houden door elk jaar ongeveer vijf grote stukjes omloopresten te verwijderen van de enorme bewolking rondom de aarde, zeggen experts.

Een dergelijke actieve saneringsinspanning, gecombineerd met meer passieve maatregelen zoals het aftappen van brandstof uit stilgelegde satellieten, zou waarschijnlijk de ruimte-junkniveaus relatief constant houden gedurende de volgende 200 jaar of zo. En er is meer goed nieuws: we hebben waarschijnlijk een decennium of twee om erachter te komen hoe het moet, zeggen onderzoekers.

"Orbitaal puin is een serieuze kwestie, maar tegelijkertijd valt de lucht niet", J.-C. Liou, van het Orbital Debris Program Office van NASA in Houston, zei tijdens een presentatie met de werkgroep Future In-Space Operations op woensdag (22 februari).

"Ik denk dat we de huidige omgeving enige tijd kunnen blijven beheren - misschien 10 jaar of 20 jaar - voordat we puinruimen moeten overwegen om het milieu beter te bewaren voor toekomstige generaties," voegde Liou eraan toe. [Worst Space Debris Events aller tijden]

Een groeiende wolk van ruimteafval

De aarde is omgeven door een gigantische wolk van puin - dingen als verbruikte raketlichamen, dode ruimtevaartuigen en de fragmenten die worden gegenereerd wanneer deze objecten botsen.

NASA schat dat deze cloud ongeveer 22.000 stukjes zo groot als een softbal en 500.000 groter dan een marmer bevat. Het aantal stukken met een diameter van minstens 1 millimeter loopt waarschijnlijk in de honderden miljoenen, zei Liou.

Al deze rotzooi vormt een bedreiging voor de ongeveer 1.000 operationele satellieten die momenteel rond onze planeet rondvliegen, evenals het internationale ruimtestation en andere bemanningsvliegtuigen.

"De typische impactsnelheid in een lage baan om de aarde is ongeveer 10 kilometer per seconde [22.300 mph], en daardoor zou zelfs een submillimeter puin een probleem kunnen zijn voor de menselijke ruimtevlucht en voor robotmissies," zei Liou.

Veel onderzoekers denken dat de hoeveelheid ruimteafval rond onze planeet een kritieke drempel heeft bereikt. Er is nu zoveel van het spul dat botsingen een voortdurende, steeds escalerende cascade genereren, waardoor de puinwolk blijft groeien, zelfs als de mensheid al zijn raketten gronden.

Een van die botsingen vond plaats in 2009, toen de Iridium 33-communicatiesatelliet in een oude Russische satelliet sloeg. De kosmische smashup veroorzaakte meer dan 2000 nieuwe grote brokstukfragmenten en nog veel te klein om te worden gevolgd en gecatalogiseerd.

Actie nodig

De internationale ruimtevaartgemeenschap heeft een aantal strategieën bedacht in een poging om het probleem van de ruimteafval te verzachten. Tegen het einde van het leven van een satelliet zouden operators bijvoorbeeld alle resterende brandstof moeten afbranden en batterijen moeten ontladen om het ruimteschip minder explosief te maken.

Maar loutere beperking zal waarschijnlijk niet genoeg zijn, volgens Liou.

"Er is behoefte aan een meer agressieve maatregel om het milieu te beschermen en te behouden," zei hij. "Het is tijd voor ons om actief afval te verwijderen."

Een modelstudie die Liou vorig jaar publiceerde, suggereert dat actieve verwijdering, in combinatie met standaardmitigatiemaatregelen, kan helpen botsingen te verminderen en ervoor te zorgen dat onze space-junk-cloud niet uit de hand loopt.

Als de mensheid vijf grote voorwerpen uit een baan met een lage baan - die zich uitstrekt tot ongeveer 1.240 mijlen (2.000 kilometer) boven het oppervlak van de planeet - per jaar verwijdert, zou het puinniveau in 2210 elk jaar ongeveer hetzelfde blijven als vandaag, zo bleek uit de studie.

Geschikte doelen voor verwijdering zijn onder meer oude raketlichamen en dode satellieten, omdat ze massaal en talrijk zijn. Liou beveelt aan om aanvankelijk niet op satellieten te gaan; ze zijn een gevarieerde groep in zowel grootte als structuur, dus het zou relatief moeilijk zijn om een ​​systeem te ontwerpen dat in staat is om veel van hen te grijpen.

Raketten zijn een betere eerste keus, zei Liou. Hij stelt voor te beginnen met de bestede bovenstadia van de Russische SL, die een groot deel uitmaken van de populatie orbitaal puin. Deze raketlichamen wegen maximaal 8,9 ton, en hun uniforme structuur maakt ze relatief eenvoudig te hanteren.

Ongeveer 62 procent van de 2.700 ton puin in een baan met een lage baan werd door Rusland of zijn voorloperstaat, de Sovjet-Unie, gelanceerd, zei Liou.

Een internationaal probleem

Het is een goede zaak dat de mensheid al meer dan tien jaar werkt aan puinruimingsstrategieën, omdat er op dit moment geen systeem klaarstaat om te gaan.

Onderzoekers hebben veel ideeën, van het aansporen van ruimteverspilling uit een baan met behulp van lasers op de grond tot het lanceren van ruimtevaartuigen die dode satellieten met gigantische netten zouden kruisen. Maar het zal meer tijd, geld en tests kosten om dergelijke technologieën te ontwikkelen en te onderzoeken. [Foto's: Space Debris Cleanup-concepten]

Een zinvol verwijderen van afval zal ook veel internationale samenwerking vereisen. De Russen zijn nog steeds eigenaar van de SL-etappes, dus de Verenigde Staten kunnen niet zomaar opstaan ​​om ze te grijpen zonder het startsein van Moskou te krijgen.

Eenzijdig handelen zou destabiliserend kunnen zijn op het eerste gezicht, aangezien sommige naties ongetwijfeld een apparaat zouden beschouwen dat in staat is om ruimteafval te ontketenen als een potentieel ruimtewapen. Als het op een dode satelliet werkt, kan het ook goed werken op een werkende satelliet.

Om al deze redenen en meer - inclusief de reikwijdte en de kosten van eventuele verwijderingsinspanningen - zal de wereld waarschijnlijk samen het probleem van de ruimteafval moeten aanpakken.

"Dit is een internationaal probleem", zei Liou. "We kunnen dit niet alleen doen."