Toen de film Gravity meer dan 10 jaar geleden uitkwam, beweerden astronomen dat de mogelijkheid van kettingbotsingen van satellieten erg klein was: vandaag de dag is dat niet meer zo klein.
Elke week komt er een satelliet ter grootte van een auto de atmosfeer van de aarde binnen. Elke zes maanden een ter grootte van een vrachtwagen. Deze maakt deel uit van de naar schatting 13.000 ton brokstukken die in een baan om de aarde cirkelen, terwijl ingenieurs over de hele wereld kranen, netten, robotarmen of harpoenen ontwerpen die de banen kunnen verlichten waar zo’n 30.000 brokstukken doorheen bewegen die groter zijn dan een Rubik’s kubus en tot 130 miljoen zo groot als een zandkorrel.
De bezorgdheid groeit onder ruimtevaartorganisaties, ruimtevaartbedrijven, astronomen en zelfs onder het publiek op plaatsen waar al grote brokstukken dicht bij bewoonde gebieden zijn gevallen. En nu maakt klimaatverandering de situatie nog erger.
“Toen we de film Gravity meer dan 10 jaar geleden zagen, dachten velen van ons dat het overdreven was dat het zou leiden tot kettingbotsingen van satellieten, bekend als het Kessler-syndroom. Maar dat is nu niet meer zo. Nu worden satellieten voortdurend uit hun baan verplaatst zodat ze niet met elkaar of met brokstukken botsen en zodat ze niet ontploffen of onbruikbaar worden.
We storten lage banen in elkaar in een ruimte waar geen wet is en een oplossing moet worden gevonden,” zegt astronoom Miguel Santander van het Nationaal Astronomisch Observatorium. Zijn verklaring wordt bevestigd door gegevens van het Spaanse bedrijf GMV, dat in Europa verantwoordelijk is voor het monitoren van objecten die we niet zien maar die over ons heen komen, zoals satellieten die met 38.000 kilometer per uur ronddraaien.
We zijn lage banen aan het instorten in een ruimte waar geen wet is en een oplossing moet worden gevonden.
GMV houdt momenteel 11.000 satellieten boven de atmosfeer van de aarde in de gaten, naast alles wat al technologisch afval is. Zonder het te weten heeft elke persoon in de ontwikkelde wereld dagelijks contact met 100 van deze satellieten om voetbal te kijken, uit te zoeken hoe we ergens moeten komen of om het weerbericht te krijgen. Anderen vertellen ons wat er gebeurt op het ijs, in de bossen of in de oceanen. Ze zijn onmisbaar geworden.
Alberto Agueda, hoofd van het EU-team dat ze controleert, waarschuwt voor het probleem: “Ze zijn heel nuttig en er zullen er steeds meer komen. Elon Musk’s Starlink alleen al heeft er 7.000 en is van plan om er 42.000 in lage banen te lanceren, omdat daar de terugkeer in de atmosfeer voor hun desintegratie tussen de 5 en 10 jaar duurt, terwijl het op 600 km 100 jaar duurt en op 1.000 km duizenden jaren.
Op dit moment vormen de miljoenen kleine en middelgrote brokstukken een gevaar omdat ze beschadigd kunnen raken en zelfs kunnen exploderen, waardoor er nog meer brokstukken ontstaan,” stelt hij.
En het is niet alleen Space X die satellieten lanceert: onder de grote satellieten heeft Amazon zijn Kuiper-constellatie met 3.232 eenheden aangekondigd; China kondigt er nog eens 25.000 aan (de Guowang-constellatie alleen al zal er 13.000 hebben); en de EU, met IRIS2, 290 in een eerste fase.
Met dit toenemende verkeer botsen ze ook op elkaar, zoals in 2009 gebeurde tussen een Amerikaanse en een Russische. En dat zou in 2024 weer gebeuren. “Om dit te voorkomen worden banen verplaatst wanneer ze elkaar naderen, maar dan zijn er landen zoals Rusland, de Verenigde Staten of India die tot twee jaar geleden raketten lanceerden om satellieten opzettelijk op te blazen en anderen te laten zien wat ze kunnen doen, waardoor ze een berg afval achterlieten die niemand vandaag de dag nog verzamelt”, legt de expert van GMV uit. In de afgelopen jaren werd zelfs het internationale ruimtestation (ISS) hierdoor bedreigd, zoals in de film met Sandra Bullock in de hoofdrol: een NASA-ruimtewandeling werd in 2021 uitgesteld vanwege het risico voor astronauten door het omringende puin.
Een onderzoek dat een paar dagen geleden in Nature is gepubliceerd, maakt de zaak nog zorgwekkender: de gassen die de klimaatverandering veroorzaken, verminderen de dichtheid van de buitenste laag van de atmosfeer, waar bijna alle satellieten zich bevinden. Dit beperkt hun vermogen om ze uit te stoten wanneer ze in onbruik zijn tot de zone waar ze zichzelf vernietigen, dus voorspellen ze dat ze langer afval zullen zijn en dat tegen het einde van de eeuw de capaciteit om nieuwe te lanceren met wel 66% zal zijn afgenomen.
Projecten in uitvoering
Voorlopig is het enige effectieve op dit moment de controle om te weten waar het afval en de satellieten zich bevinden en om te voorkomen dat explosies en botsingen kleine stukjes genereren “die net zo onmogelijk te elimineren zijn als de microplastics in de oceaan”, in de woorden van de GVM-ingenieur. Op korte en middellange termijn lopen er ook verschillende projecten om de grotere stukken te verzamelen.
Het bedrijf heeft een robotarm ontworpen, CAT genaamd, die verlaten satellieten kan vangen op dezelfde manier als kranen dat doen: een schip brengt de arm dicht bij zijn doelwit, dat een ankerplaats moet hebben zoals die van een auto, MICE genaamd, en zodra hij is vastgehaakt, wordt hij naar de atmosfeerzone gebracht waar ze uiteenvallen. Dit is een “kat-vangt-muis” project dat wordt uitgevoerd voor het Europees Ruimteagentschap en dat naar verwachting binnen het volgende decennium operationeel zal zijn.
Een andere mogelijkheid wordt ontwikkeld door het Japanse project van het bedrijf Astroscale, in samenwerking met Groot-Brittannië. De technologie is gebaseerd op een ruimtevaartuig met een krachtige magneet die grote brokstukken opvangt. Afgelopen december slaagde een missie met deze technologie erin om tot 15 meter dicht bij de top van een raketwrak te komen, een nooit eerder bereikte benadering, hoewel de vangst werd afgebroken vanwege een storing die nu wordt onderzocht.
In Zwitserland werkt het bedrijf ClearSpace, ook gecontracteerd door ESA, aan een systeem waarbij een soort ‘klauw’ met vier robotarmen verantwoordelijk zal zijn voor het verzamelen en terugbrengen in de atmosfeer. Het systeem moet in 2026 gelanceerd worden om satellieten op te vangen die tientallen jaren geleden gelanceerd zijn. Er wordt ook gewerkt aan een robot die de nuttige levensduur van de satellieten kan verlengen als ze geen troep meer zijn.
De Remove Debris-missie, ontworpen door de Britse universiteit van Surrey en Airbus, mag ook niet worden vergeten: in 2018 werd de satelliet gelanceerd vanaf het ISS. Hij had een net, een harpoen en een sleepzeil aan boord om te testen wat er gebruikt kon worden om de twee objecten terug te halen die hetzelfde ruimtevaartuig kort daarvoor had laten vallen.
Het terughalen met het net en de harpoen was succesvol, maar niet met het zeil. En er is meer: op sommige fora wordt gesproken over mogelijkheden die vandaag de dag zo ver weg lijken als het recyclen van de nutteloze stukken in nieuwe satellieten die in de ruimte zelf worden gemonteerd of het gebruik van laserstralen om ze af te remmen en te laten vallen, een alternatief dat experts bij NASA overwegen.
De kans dat iemand geraakt wordt is één op een miljard. Bijna alles valt in de oceaan, maar als je sporen in de lucht ziet, kun je maar beter voorzichtig zijn.
“Exploitanten moeten duurzamer worden. In de EU wordt al gewerkt aan een ruimteverordening, Spanje wacht op een eigen verordening en Frankrijk heeft er al een. ESA en NASA zijn zich ook bewust van het probleem en wat 30 jaar geleden sciencefiction was, is dat nu niet meer,” zegt Águeda. Astronoom Miguel Santander van zijn kant vindt dat er internationale regelgeving nodig is, met regels die bedrijven verplichten om hun nutteloze satellieten te beheren zodat ze geen probleem worden.
Bovendien valt niet alles uiteen, maar ongeveer 20% van hun materialen bereikt het aardoppervlak. In een Keniaans dorp bijvoorbeeld, werd de bevolking afgelopen januari opgeschrikt nadat een gigantische metalen ring van 500 kilo vlakbij het dorp op landbouwgrond was gevallen. De ring werd geïdentificeerd als onderdeel van een Europese Ariadne-raket die in 2008 werd gelanceerd. Dagen eerder werd in het Afrikaanse land ook al brandend ruimtepuin gezien in de lucht, meldde de BBC. En nog recenter is het geval in Polen.
Een paar weken geleden, na de explosie van een Space X Falcon raket in Californië, vielen grote brokstukken in de buurt van de stad Poznan, waar meer dan een half miljoen mensen wonen. Er vielen geen slachtoffers. “De kans dat iemand geraakt wordt is één op een miljard. Het meeste valt in de oceaan, maar als je sporen in de lucht ziet, kun je maar beter voorzichtig zijn. Voorlopig zal dat ruimtepuin er nog lange tijd zijn,” concludeert de GMV-expert.
