Een lancering van een Russische antisatellietraket heeft ervoor gezorgd dat 1500 stukken “ruimteafval” in de baan om de aarde zijn gekomen, wat NASA de “grootste vuilnisbelt ter wereld” heeft genoemd.

Amerikaanse functionarissen bekritiseerden Moskou voor de lancering van de raket eerder die een Russische satelliet opblies en een massa ruimteafval veroorzaakte die de bemanning van het Internationale Ruimtestation in gevaar bracht.

Antisatellietraketaanvallen zoals deze dragen de grootste hoeveelheid afval bij aan de ruimte, omdat duizenden brokstukken in een baan om de aarde worden geschoten.

Volgens NASA hebben slechts twee gebeurtenissen - de vernietiging van het Chinese Fengyun-1C ruimtevaartuig in 2007 en de botsing tussen een Amerikaans en een Russisch ruimtevaartuig in 2009 - de hoeveelheid ruimteafval met 70 procent doen toenemen.

Naar schatting is er zelfs 190.000 kilo puin, waaronder neergestorte sondes, op de maan achtergebleven.

Maar wat is ruimteafval precies en wat kunnen we eraan doen?

Gevaarlijk puin

“Ruimteafval” wordt gedefinieerd als kunstmatige objecten die door mensen in de ruimte zijn achtergelaten en die niet langer een nuttig doel dienen. “ Ruimtepuin” is aan de andere kant een algemenere term die verwijst naar zowel meteoroïden als rondzwevend puin.

Volgens het Europees Ruimteagentschap cirkelt er op dit moment meer dan 9300 ton aan materiaal rond de aarde dat in 60 jaar van ruimteactiviteit is verzameld.

Sommige van deze rommel is zo groot als dode satellieten en andere is zo klein als verfschilfertjes die van een raket zijn afgebladderd tijdens de lancering.

Volgens Wired bevat deze drijvende afvalberg zelfs bizarre voorwerpen zoals een spatel.

Het gevaar schuilt in de opeenhoping van ruimteafval. NASA-wetenschapper Donald Kessler waarschuwde hier al voor in 1978 toen hij zei dat het puin zich zal blijven vermenigvuldigen, doordat objecten tegen elkaar botsen en nieuwe stukken creëren.

Volgens het “Kessler-syndroom” zal de baan van de aarde onbruikbaar worden als deze kettingreactie doorgaat.

Ruimteafvalplaats

De meeste ruimteafval omringt de planeet in wat een lage baan om de aarde (LEO) wordt genoemd, een gebied tussen 160 kilometer en 1000 kilometer boven de aarde.

Vanwege de nabijheid van de aarde wordt LEO het meest gebruikt voor satellietbeelden en is het de thuisbasis van het International Space Station (ISS).

NASA beschrijft LEO echter als “een ruimteafvalplaats” die een van de grootste risico's vormt voor het ISS door mogelijke “catastrofale” botsingen.

Op dit moment bevinden er zich in deze ruimteafvalplaats meer dan 4550 operationele satellieten en 3000 dode.

Tegenwoordig zijn er bewakingssystemen om botsingen te voorkomen.

Het Amerikaanse Ministerie van Defensie bewaakt meer dan 29.000 gecatalogiseerde objecten met een combinatie van optische en radarsensoren die bekend staat als het Space Surveillance Network (SSN).

Ongeveer 24 procent van de gecatalogiseerde objecten in SSN zijn satellieten, waarvan minder dan een derde operationeel is, volgens ESA.

Om te helpen bij het monitoren en om de bemanning van het ISS veilig te houden, lanceerde NASA in 1979 het ISS Orbital Debris Collision Avoidance Process.

Volgens het plan houdt het Joint Space Operations Center (JSpOC) toezicht op brokstukken op basis van radartracking met behulp van de SSN en screent het meerdere keren per dag de baan van het ISS.

Van verfschilfertje tot kogel

Het systeem kan echter alleen objecten detecteren die groter zijn dan 5-10 centimeter in LEO en 30 centimeter tot 1 meter op geostationaire hoogte (GEO).

Op dit moment zijn meer dan 36.500 objecten in een baan om de aarde groter dan 10 centimeter, een miljoen tussen de 1-10 centimeter en 330 miljoen tussen de 1-10 millimeter, volgens schattingen van ESA.

Het ruimtepuin beweegt met gevaarlijke snelheden. De meeste bereiken een snelheid van meer dan 28.968 kilometer per uur, bijna zeven keer sneller dan een kogel, aldus NASA.

Door de hoge snelheid en de hoeveelheid rondzwevend puin kunnen zelfs de kleinste deeltjes “ruimtevaartuigen beschadigen, aantasten of vernietigen”, wat een ernstige bedreiging vormt voor toekomstige ruimteverkenningen en -operaties.

Het eerste gedocumenteerde voorbeeld van schade aan een spaceshuttle door brokstukken werd in 1983 veroorzaakt door een verfvlek van 0,2 millimeter die vlucht STS-7 raakte en een gat in het buitenste raampaneel veroorzaakte.

Sinds 1961 zijn er meer dan 560 gevallen van fragmentatie geweest, waarvan de meeste het gevolg waren van explosies van ruimtevaartuigen en raketten in de bovenste stadia van de lancering.

Duurzaamheid in de ruimte

Ruimteafval blijft in een baan rond de aarde tenzij het opnieuw in de atmosfeer van de aarde komt, wordt afgebroken door de harde ruimteomgeving of handmatig wordt verwijderd.

Sommige objecten in lagere banen kunnen na een paar jaar terugkeren en meestal opbranden voordat ze ooit de grond bereiken.

Maar ruimteafval op een hoogte van meer dan 36.000 kilometer “kan honderden of zelfs duizenden jaren rond de aarde blijven cirkelen”.

Door satellieten na hun missie snel uit hun baan om de aarde te halen, kunnen we het risico op botsingen met nog meer ruimteafval voorkomen.

Eén manier om deze inactieve satellieten uit hun omloopbaan te halen is door ze naar beneden te trekken, de atmosfeer van de aarde in, waar ze verbranden. Om dit te bereiken ontwikkelde de ESA de “ruimteklauw”, bekend als ClearSpace-1, die in 2025 gelanceerd zal worden en ontworpen is om ruimteafval op te vangen en te verwijderen.

Het verwijderingsproces zou ook met magneten kunnen worden gedaan. Het in Japan gevestigde ruimteschrootverwijderingsbedrijf Astroscle heeft Elsa-D (End-of-Life Service Demonstration) ontwikkeld, dat bestaat uit twee ruimtevaartuigen die samenwerken om brokstukken die in een baan om de aarde vastzitten te vangen.

Met de succesvolle demonstratie van Elsa-D op 25 augustus 2021 helpt Astroscale bij het bestrijden van een van de grootste uitdagingen bij het verwijderen van brokstukken: het koppelen aan of vangen van het object in een baan om de aarde.

Een ander systeem van actieve puinverwijdering (ADR) maakt gebruik van lasers om de satelliet op te warmen en de luchtweerstand te verhogen, of om brokstukken uit de weg te duwen.

Eerder dit jaar onthulde het Australische bedrijf Electro Optic Systems (EOS) lasertechnologie die de rommel uit zijn baan “duwt”.

De meeste van deze ADR-verwijderingsprocessen zijn echter duur en alleen bruikbaar voor grotere brokstukken zoals satellieten.

In feite is er momenteel geen manier om de kleine brokstukken op te ruimen, dus kunnen we alleen maar wachten tot ze op natuurlijke wijze weer in de atmosfeer van de aarde terechtkomen. De beste manier om dit probleem aan te pakken zijn wereldwijde preventieve maatregelen tegen het ophopen van brokstukken.

Wereldwijde samenwerking

De belangrijkste technische autoriteit op het gebied van ruimteschroot is het Inter-Agency Space Debris Coordination Committee, waarvan NASA en het Europees Ruimteagentschap deel uitmaken.

Het IADC werd in 1993 opgericht om ruimteschroot te bestuderen en tot een consensus te komen. Er werken 11 landen en hun ruimteagentschappen aan mee: Rusland, China, het Verenigd Koninkrijk, Italië, Frankrijk, Canada, Duitsland, India, Japan, Oekraïne en Zuid-Korea.

Het IADC voert campagnes uit om de onderzoeksinspanningen naar ruimtepuin te beoordelen. Het biedt de lidstaten ook de mogelijkheid om samen te werken bij het opruimen van brokstukken.

Ondertussen proberen wetenschappers en wereldwijde initiatieven ruimteafval op andere manieren aan te pakken.

Space Waste Lab wil ruimteafval upcyclen door kunstinstallaties te maken zoals “Shooting Stars”, 3D-prints van maanhabitats en een zonnereflector om klimaatverandering tegen te gaan.

Dimitar Sasselov, hoogleraar astronomie aan Harvard en medeonderzoeker aan NASA's Kepler-missie, vertelde TRT World echter dat hij vindt dat er niet genoeg moeite wordt gedaan om het op te ruimen.

“Het is duur en het lijkt mij dat totdat ruimtepuin een veel ernstiger obstakel wordt, geen enkele regering (of bedrijf) het geld zal uitgeven,” zei Sasselov.

Schoonmaakpraktijken worden steeds belangrijker nu nieuwe ruimteprojecten zoals de mega-opstellingen van SpaceX en Amazon de baan om de aarde blijven vervuilen.

Om de kosmos te behouden voor toekomstige generaties ontdekkingsreizigers, moet elk land het probleem van ruimteafval serieuzer gaan nemen.