Puinruimen in de ruimte
Inmiddels cirkelen er meer dan 100 miljoen stukken ruimteafval rond de aarde. En die vormen een steeds groter probleem, nu technologiebedrijven meer en meer satellieten lanceren. Technieken variërend van een robotarm tot een harpoen worden onderzocht om dat probleem aan te pakken.
Op 10 februari 2009 ging het goed mis. De vijftien jaar oude, inactieve Russische satelliet Kosmos-2251 botste vol tegen de Amerikaanse communicatiesatelliet Iridium 33. Die laatste werd daarbij volledig verwoest. Het Space Surveillance Network (SSN) van de Verenigde Staten registreerde ongeveer duizend brokstukken groter dan 10 centimeter die uit de botsing voortkwamen. Naast vermoedelijk een veelvoud aan deeltjes die zo klein zijn dat het wereldwijde radarnetwerk van het SSN ze niet kan detecteren.
De toenemende hoeveelheid ruimteafval kan verwoestende schade toebrengen aan het International Space Station (ISS) of satellieten. Dat aantal neemt explosief toe door commerciële bedrijven die constellaties van satellieten in de ruimte brengen voor communicatie en aardobservatie. SpaceX lanceerde eind mei bijvoorbeeld nog zestig satellieten voor het ambitieuze Starlink-project. Op termijn wil het Amerikaanse bedrijf zelfs een netwerk van twaalfduizend satellieten voor wereldwijd breedbandinternet. En SpaceX is niet de enige met zulke plannen.
Kettingreactie
‘Het SSN detecteert, identificeert, registreert en volgt actief alle objecten die om de aarde cirkelen’, vertelt Robin Biesbroek, Systems Engineer & e.Deorbit Study Manager bij de Europese ruimtevaartorganisatie ESA in Noordwijk. ‘Daar zitten volgens de laatste telling ongeveer 22.000 kunstmatige objecten groter dan 10 centimeter bij. Dat zijn een kleine 2000 actieve en ruim 3000 inactieve satellieten, oude rakettrappen en allerlei grote brokstukken daarvan. Daarnaast zwerven er vermoedelijk zo’n 100 miljoen kleinere afvaldeeltjes rond die de radar niet kan detecteren. Die zijn afkomstig van botsingen of explosies van rakettrappen.’
De informatie van het SSN wordt gebruikt om via baancorrecties botsingen met satellieten en het ISS te voorkomen. ‘De hoeveelheid energie die vrijkomt bij een botsing is extreem’, zegt Biesbroek. ‘Alle objecten inclusief het afval schieten met gemiddelde snelheden van zeven km/s door de ruimte. In de viervoudige beglazing van het ISS zitten kraters die zijn veroorzaakt door stukjes ruimteafval die soms niet groter waren dan een paar millimeter. Voorwerpen vanaf 1 centimeter grootte kunnen al door het ISS heen slaan en kritieke schade veroorzaken. Objecten groter dan 10 cm kunnen het ruimtestation of een communicatiesatelliet totaal verwoesten.’
NASA-wetenschapper Donald Kessler signaleerde in 1978 al dat de ruimtevaart en het gebruik van satellieten in de toekomst steeds riskanter zou worden. Bij het naar hem vernoemde kesslereffect wordt de dichtheid van objecten in low Earth orbit – een baan rond de aarde lager dan 2000 km – zo hoog dat botsingen tussen die objecten een kettingreactie kunnen veroorzaken. Elke botsing produceert nieuw ruimteschroot dat de kans op verdere botsingen steeds meer vergroot.
‘De explosieve groei van commerciële satellieten vindt juist plaats in die lage aardbaan waar ook het meeste ruimteafval rondzwerft’, zegt Michel van Pelt, die bij ESA aan het hoofd staat van de afdeling Cost Engineering. Samen met Biesbroek is hij betrokken bij ESA’s Clean Space-initiatief. ‘Satellieten en ruimtepuin vliegen kriskras door elkaar. Op de snijpunten van al die verschillende banen kunnen botsingen ontstaan. Aan het toenemend aantal alarmmeldingen kun je zien dat het probleem serieus begint te worden.’
MEER LEZEN OVER HET OPRUIMEN VAN AFVAL IN DE RUIMTE?
Wil je meer weten over het opruimen van afval in de ruimte? Lees het volledige verhaal in het augustusnummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 %! - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.
Tekst: Paul Schilperoord
Illustratie: Studio Roosegaarde
