- Onderzoek
- 10/04/2019
Profpraat | "Laten we zorgen dat er ruimte in de ruimte blijft"
Naast de groeiende afvalberg op aarde laten we ook in de ruimte steeds meer onze sporen na. Ruimteafval - achtergebleven na ruimtemissies, kapotte onderdelen en afgedankte satellieten - begint een groot probleem te worden nu er al honderdduizenden stukjes puin met een enorme snelheid in een baan rond de aarde cirkelen. Met het toenemende aantal satellieten en landen als China en India die met opzet puinstukken creëren wordt het er niet rustiger op. TU/e-experts Mark Bentum, Bart Smolders en Mark Wijtvliet over opruimnetten en satellietalternatieven.
Met de lancering van ’s werelds eerste kunstmaan in 1957 - de Spoetnik I - is de ruimte met elke ruimtemissie en satellietlancering iets voller geworden. Want de stukken ruimteschip, oude satellieten, rakettrappen, boutjes en verfdeeltjes zoeven eindeloos rond de aarde. Doordat er in de hogere lagen geen sprake is van wrijvingskracht, bewegen ze niet richting aarde waar ze in de dampkring zouden verbranden. En met een snelheid van zo’n 8 kilometer per seconde kan zelfs een verfdeeltje een flinke botsing veroorzaken, met nog meer ruimtebrokken tot gevolg.
“Dat heet het Kessler-effect”, vertelt Mark Bentum, hoogleraar Radio Science. “Meer puinstukjes leiden tot meer botsingen die weer tot meer puinstukjes leiden en nog meer botsingen en voor je het weet, wordt de ruimtevaart onmogelijk. Zo ver is het nu nog niet, maar we moeten wel actie ondernemen.”
Schoonmaakacties
Er moet dus worden opgeruimd. Schoonmaakacties komen op gang - zo vroeg innovator Daan Roosegaarde recent aandacht voor zijn Space Waste Lab - maar kunnen we het probleem niet bij de bron aanpakken?Bentum: “Bij nieuwe satellietlanceringen in Europa en de VS geldt de eis dat er bekend moet zijn wat er aan het eind van de levensduur mee gebeurt. En ook de lanceringsraket zelf die onderweg uit elkaar valt, moet zo min mogelijk afval opleveren.
Maar geldt dat ook voor landen als China en India? En de anti-satelliet-rakettest waarmee India vorige week met veel machtsvertoon liet zien satellieten te kunnen neerhalen, is op z’n zachtst gezegd geen handige actie. Nu zwerven er weer duizenden stukjes puin extra rond die een direct gevaar voor het internationale ruimtestation ISS kunnen opleveren.”
Kritisch kijken
Volgens hoogleraar telecommunicatie Bart Smolders moeten we kritischer gaan kijken naar het gebruik van satellieten. “Er zijn steeds meer commerciële partijen bezig met het in de ruimte brengen van satellieten. Neem Amazon, die net heeft aangekondigd 3.200 satellieten te gaan lanceren. En er zijn nog meer consortia met soortgelijke plannen, straks hebben we tienduizenden satellieten boven ons.”
Een groot verschil is dat deze satellieten in een lagere baan rond de aarde bewegen, de zogenoemde Low Earth Orbit (LEO), in vergelijking met de satellieten die zich in de geostationaire baan bevinden, legt Smolders uit.
“Doordat ze dichterbij de aarde zitten, hebben de gebruikers op aarde minder groter antennes nodig, zijn ze makkelijker in gebruik en veel goedkoper. Maar waar je met een geostationaire satelliet heel Europa kunt afdekken, heb je voor hetzelfde bereik een hele zwerm LEO-satellieten nodig. Zo wordt het dus steeds drukker. Moeten we dat willen? Ik vind dat het tijd is om als gemeenschap het gebruik van zwaar commerciële satelliet-toepassingen te beperken. Gebruik satellieten alleen voor die dingen waar geen alternatief voor is. We kunnen steeds meer met draadloze netwerken, glasvezel, fotonica - ook aan de TU/e zijn we hier hard mee bezig. Niet alles hoeft met een satelliet.”
Kerkhofbaan
Huidige satellieten moeten netjes worden afgevoerd, en om meer informatie te krijgen over de levensduur van een satelliet, deed promovendus Mark Wijtvliet (Electronic Systems) mee aan de REXUS-raketlancering van vorige maand in Zweden.
Een team van onderzoekers van de TU/e en Radboud Universiteit Nijmegen testte onder meer goedkope stralingssensoren. Wijtvliet: “De levensduur van een satelliet is sterk afhankelijk van de elektronica daarin, die zeer gevoelig is voor ruimtestraling. Door die straling te meten, kunnen we inschatten hoe lang elektronica kan blijven werken voordat een satelliet onbestuurbaar wordt. Zo kan hij veilig teruggehaald worden richting dampkring - “Of naar de kerkhofbaan. Redelijk stabiel om daar iets neer te zetten”, vult Bentum aan - in plaats van doelloos te blijven rondcirkelen.”
Het verminderen van ruimteafval lijkt met strenge eisen, materialengebruik en goed gedefinieerde protocollen redelijk afgedicht. Zelf denkt Wijtvliet, en met hem ook beide hoogleraren, dat er nu vooral moet worden ingezet op actief opruimen van de huidige ruimtebrokken: “Zowel de ESA als de NASA werken aan technologieën om ruimtepuin te vangen met netten, harpoenen, weg te schieten met lasers; er zijn momenteel veel initiatieven.”
Ruimtegrijper
Indirect werkt de TU/e hier ook aan mee in het Zwitserse ClearSpaceOne project, waarbij we bijdragen aan de manier waarop het ruimtevoertuig zich gaat voortbewegen, met een grijper om het afval terug te brengen naar de dampkring. En wie weet wat het nieuwe Center for Astronomical Instrumentation van initiatiefnemer Bentum gaat voortbrengen. “Linksom of rechtsom, laten we gewoon zorgen dat er ook daadwerkelijk ruimte in de ruimte blijft.”
Discussie