Space Junk! Vad händer i rymden?

Space_Debris.jpg

Miljöföroreningar, ett ord vars innebörd vi lärt oss mycket om, speciellt under de senaste åren då allt fler, mer eller mindre sofistikerade, sätt att förstöra vår planet tycks dyka upp. Ofta talar man om detta rent allmänt men vilka typer finns egentligen? Luftföroreningarna är som vi vet, den mest utbredda kategorin och beror på fordonsavgaser, industriutsläpp och förbränningsanläggningar. Därefter vattenföroreningar som orsakas av avloppsvatten, hushållsavfall, en del slumpmässiga olyckor, eller industriella/ urbana avfall i allmänhet. Ännu mer förödande är markföroreningar: en typ av kontaminering som förändrar den naturliga kemiska sammansättningen i marken på grund av kemikalier och gödselmedel, övergivande av icke-biologiskt nedbrytbart avfall, utsläpp av avloppsvatten och lösningsmedel. Inte mindre viktigt är akustiska föroreningar: en hög buller- eller ljudnivå som orsakar irritation och störningar under vanliga aktiviteter, men också skador på miljön. Sedan, tack vare alla ny teknik; elektromagnetisk förorening som magnetisk strålning från mobiltelefonmaster, mobiltelefoner, trådlösa enheter och de flesta instrument © ESA Ovan, den aktuella situationen av satelliter i omloppsbana runt jorden. Bilden till vänster, explosionen av en missil medför ytterligare rymdskräp. 84 som hör till datavärlden. Vi kan också inkludera termisk förorening: orsakad av värme och kan vållas genom mänsklig verksamhet, exempelvis förhöjning av temperaturen i vattendrag genom utsläpp av varmvatten från ett kraftverk, eller överhettning i luften över städer. Men det kan det också uppstå i atmosfären, som växthuseffekten, vilken orsakas av kontinuerliga utsläpp av gaser såsom metan, koldioxid och kolväten. För att avsluta denna uppräkning vi har vi genetisk förorening: mer känd som GMO, genetiskt modifierad organism, en levande varelse där man målmedvetet förändrat arvsmassan med genetiska modifieringstekniker. Till sist en kategori för vilken det i själva verket fortfarande inte finns någon riktig metod för omhändertagande eller konvertering, vi kan bara kan lagra avfallet som kommer att vara skadlig under tusentals år: radioaktiva föroreningar. Denna typ av förorening, sker till viss del i industrianläggningar, eller kärnkraftverk genom olyckor och driftstörningar, men också, något som det tyvärr inte finns mycket information om, under topphemliga militära experiment runt om i världen. Efter denna långa lista av möjliga hot mot människans överlevnad på denna planet, har vi dessutom uppfunnit en ny typ av kontamination vilket är det huvudsakliga ämnet för denna artikel: nedskräpning i rymden. 

rocket-970.jpg
atlantis-space-shuttle-619890.jpg
Africa_sphere_debris.jpg
Science Photo Library.jpg
rocket-970.jpg

Debris or not Debris? 

För att genast klargöra vad vi talar om kan man använda den engelska termen ”space junk”, som indikerar allt rymdskrot som kretsar över våra huvuden; från den första perioden av rymdutforskningen och rymdkapplöpningen till månen mellan Amerika och Ryssland. Vi ska försöka vi ta fram lite fakta om detta oklara och lite svävande problem som inte tas upp speciellt ofta i media, å andra sidan, vem vill veta att veta att vår vackra blåa himmel är fylld med tusentals farliga föremål som kretsar i en evig omloppsbana kring jorden? Dessutom, att beröra vissa ämnen skulle innebära en närmare inblick i hemligheter inom militär forskning och industriellt och militärt spionage. Så för att börja vårt äventyr bland allt rymdskrot kan vi säga att med ”space junk” menar vi allt finns kvar i rymden sedan 1957, det officiella datumet för lanseringen av Sputnik. Den mest auktoritativa källan inom temat rymdskrot är NASAs Orbital Debris Program Office som kvartalsvis distribuerar Orbital Debris Quarterly News (ODQN), en publikation som främst fokuserar på den senaste forskningen inom ämnet rymdavfall

original.jpg
060501-F-0000S-002.JPG
astronaut-596799.jpg
1024px-SMM_panel_hole.jpg

Den mest auktoritativa källan inom temat rymdskrot är NASAs Orbital Debris Program Office som kvartalsvis distribuerar Orbital Debris Quarterly News (ODQN), en publikation som främst fokuserar på den senaste forskningen inom ämnet rymdavfall. Enligt officiella uppgifter, finns det cirka 170 miljoner enheter av avfall (skrot) mindre än 10 mm, och 670 000 enheter mindre än 10 cm, samt mer än 29 000 större delar! Baserat på forskning som utfördes under 2016 av det amerikanska Strategic Command har man spårat 17 700 objekt av artificiell tillverkning varav endast 1400 identifierades som fungerande satelliter. Men vilken sorts avfall handlar det om? Det finns många varierande föremål... Raketdelar, frysta bränsletankar, kvarlämnade föremål efter rymduppdrag, olika delar av utrustning såsom handskar, verktyg, små bitar metall som också tyvärr är de farligaste fragmenten som skapas genom explosioner och kollisioner. Nyligen, i filmen Gravity med de två kända skådespelarna Sandra Bullock och George Clooney togs problemet med rymdskrot upp. Handlingen tar fart efter en kollision mellan satelliter som utlöser en kedjereaktion och förstör rymdstationen där de två huvudpersonerna arbetar. Det intressanta för oss nu är emellertid inte handlingen i filmen, utan den kedjereaktion som utlöses. Denna typ av händelse kallas Kesslersyndromet, uppkallat efter NASA-forskaren Donald j. Kessler som 1991 föreslog ett scenario där den mängd skrot som finns i den lägre jordomloppsbanan når en sådan mängd att objekten i omloppsbanan ofta kolliderar, vilket skapar en kedjereaktion med exponentiell ökning av samma skrot vilket ökar risken för ytterligare kollisioner. Just nu verkar situationen i rymden vara under kontroll, enligt officiella uppgifter har hela 260 satelliter återvänt till marken och tagits om hand. Men om vi tittar på ökningen av skräp-objekt märker man en betydligt ökande kvantitet; under 1992 spårade man 5000 objekt, medan det 2017 finns cirka 21 000! 

Laser kvansten! 

Under namnet ”laser broom” refereras till en möjlig lösning för att bli av med av rymdskrot-skräpet. 1990 började amerikanska flygvapnet som en del av projektet Orion undersöka användningen av denna typ av ”laser kvast”. Enligt ett test utfört av NASAs Department of Defense’s U.S. Space Surveillance Network under 2011, bekräftade att användningen av upprepade höga energi laserpulser avfyrade direkt på mindre eller större avfall kunde förändra omloppet med 10 mm per sekund, en förändring som kunde tvinga föremålet tillbaka in i atmosfären. Men det är också möjligt, att användningen av laser istället kan leda till en ytterligare fragmentering av föremålet så att det minskar i storlek, vilket skulle göra dess omhändertagande nästan omöjligt. För att få en uppfattning om farorna med rymdskrot finns en mycket upplysande artikel som publicerats på Livescience webbplats med titeln How much junk is in Space? En av de största kollisionerna inträffade när den ryska Satelliternas positioner och banor övervakas ständigt av USA:s militära styrkor. satelliten Kosmos 2251, vid den tiden ur bruk, av misstag kraschade i kommunikationssatelliten Iridium 33, som kretsade över Sibirien på 790 km höjd. Kollisionen förstörde båda satelliterna som exploderade i tusentals små fragment. En annan katastrofal händelse inträffade 2007 när Kina avsiktligt förstörde en sina egna vädersatelliter (Fengyun-IC) på ca 850 km höjd, vilket skapade ett enormt moln av skräp. Nicholas Johnson, Chief Scientist för Orbital Debris på NASAs Johnson Space Center i Houston sade i ett uttalande att dessa två händelser drastiskt ökat mängden avfall i rymden i den lägre jordomloppsbanan med ca 60%. Det motsvarar ungefär samma mängd skräp som samlats ihop i rymden under 50 år! Vår europeiska ESA har också en hel del skräp i omloppsbana som de två satelliterna ERS och Envisat. 

satellite-67718.jpg
Rocket_body_explosions.jpg

Allt under kontroll? 

Vilka är då de instrument som står till vårt förfogande för att förstå omfattningen av rymdens nedskräpning? Exempel på skador i en panel på en rymdstation orsakad av en kollision med skrot Ovan och till höger, två exempel på nedfallet rymdskrot i Texas och i Mellanöstern. På NASA finns två effektiva verktyg till forskarnas förfogande för att beräkna om rymdfarkosternas komponenter kommer att klara återinträdet i atmosfären: Debris Assessment Software (DAS), och Object Reentry Survival Analysis Tool (ORSAT) som är ett mer exakt men också komplext instrument som kräver en annan nivå av kunskap. Utöver dessa finns ett stort nätverk av teleskop som dygnet runt övervakar rymdavfallets banor och positioner. Exempelvis är den bästa källan för att söka efter skrot mellan 1 och 30 cm utan tvekan Haystack radar, ägd av MIT Lincoln Laboratory, som samlar in data åt NASA sedan 1990 enligt ett avtal med amerikanska försvarsdepartementet. Teleskopet är riktat mot en exakt del av rymden och registrerar allt avfall som passerar den delen av himlen. Den insamlade informationen används för att fastställa avfallets omfattning, höjd och lutning. Med hjälp av dessa uppgifter har forskarna med säkerhet kunnat identifiera 500 000 fragment i omloppsbana mindre än 1 cm. 

 

Optiska teleskop och radar 

Användning av optiska teleskop och radar ger en möjlighet att få en mer komplett bild av den del himlen där det finns kretsande fragment. Varje instrument för sig ”ser” olika delar som ger en komplett bild utrymmet som omger skräpet. Vissa objekt reflekteras mycket bra genom radarvågor men lite av solljus, och omvänt reflekteras vissa fragment bra av solljuset men mycket lite av radarvågor. Fördelen med denna typ av instrument är att man med exakthet kan identifiera objekt på höga höjder. 

 

Laser_broom_(artistic).jpg

DebriSat Project 

Det viktigaste projektet som ägnats åt studiet av rymdskrot är DebriSat projekt, ett projekt som skapats i samarbete med NASAs Orbital Debris Program Office (ODPO), Air Force Space and Missile Systems Center (SMC), Aerospace Corporation (Aerospace), University of Florida, och Air Force Arnold Engineering Development Complex (AEDC). Projektets målsättning är att skapa en satellit på 56 kg, en DebriSat, som ska arbeta i en lägre jordomloppsbana för att förstå hur föremålen i rymden fragmenteras. Dessa uppgifter kommer sedan att vara grundläggande för att skapa nästa generations satelliter. NASA och försvarsdepartementet genomförde ett liknande projekt 1992 kallat Satellite Orbital Debris Characterization Impact Test (SOCIT) för att upprätta en testmodell för fragment under explosioner. I det fallet detonerades satelliten U.S. Navy Transit från 1960. SOCIT var emellertid ett experiment som utfördes på jorden. Sammanfattningsvis kan man säga att bilden som ges är förvirrad, det är som att titta på en vacker, men suddig bild, man kan skymta ämnet, men förlorar alla detaljer och det blir svårt att identifiera figurer och scenarier. Det är svårt att hitta en lösning på problemet med rymdskräpet också eftersom den budget som krävs för varje typ av åtgärd är astronomisk! Men vem ansvarar för ”laser broom”? Vem betalar för en kollision som skadar andra satelliter? På vilket sätt kompenseras en incident där till exempel ett hustak eller en bil skadas av ett satellitfragment? Ett upplysande svar på frågan ges från olyckan med satelliten Cosmos 954 som kraschade i Kanada 1978. Denna incident introducerade kravet på tillförlitlighet i lanseringar och ämnet regleras i artikel II i ansvarighetskonventionen (Liability Convention), en lag som trädde i kraft 1972, skapad från utarbetandet av artikel 7 i Rymdfördraget. Ansvarighetskonventionen fastställer att en stat som skjuter upp ett objekt i omloppsbana runt jorden måste garantera tillförlitligheten och försäkringar för att betala för skador som orsakats av dess objekt på jorden, men också i rymden. Vem fastställer då straffet för de som inte respekterar reglerna? Även om det finns mycket få lagar, är den viktigaste Space Debris Mitigation Guidelines of the Committee on the Peaceful Uses of Outer Space från 2007 fastställd av FN som reglerar kraven för uppskjutning av satelliter, men för närvarande är artikel VIII i Rymdfördraget från 1967 gällande, som fastställer att alla föremål i rymden, inklusive satelliter som inte fungerar eller annat rymdskrot, tillhör det land som lanserat det. Alltså samma land som ansvarar för omhändertagande av sitt skräp. Det måste emellertid sägas att endast 15 länder i världen har anslutit sig till fördraget. För närvarande har endast Frankrike antagit en lag som föreskriver en sänkning till 25 km för alla satelliter som inte längre fungerar, en höjd som garanterar satelliten en säker retur till jorden. Är det då tillräckligt att en ekonomisk sanktion? Eller bör vi skapa strängare straff eftersom problemet kan ha återverkningar på global nivå? En sak är säker, det är ett känsligt ämne. Förutom annan forskning, industriella utmaningar eller goda avsikter som internet gratis för alla, finns det i spelet också spionsatelliter som vi inte vet någonting om. Likaså har inte vi några detaljer om det rymdkapplöpning som utkämpas i jordens omloppsbana mellan stormakterna, även om det officiellt inte finns några spår. Rymden är det nya århundradets affärer och kanske är det dags att vi börjar ifrågasätta vad som rör sig i himlen ovanför och vilken slags verksamhet satelliterna faktiskt utför? Behövs alla dessa vädersatelliter för att förutsäga regn i morgon eller soligt väder på söndag? Finns det behov av ett så stort antal objekt i rymden för att surfa på Internet eller ringa ett telefonsamtal? Kan det möjligtvis var något som undgår oss? Jag lämnar er med att reflektera över detta invecklade problem och funderar över ytterligare en fråga; men med allt rymdskräp som kretsar runt jorden, hur kommer det sig att vi inte ser något spår av detta under en direktuppspelning av ISS?

 

© 2015 Massimo Bonasorte Förlag