211service.com
Varför satellit-megakonstellationer är ett hot mot rymdens framtid
Ms. Tech | Globe: Wikimedia commons
När Indien sköt ner en av sina egna satelliter med en missil i veckan var NASA-administratören Jim Bridenstine inte imponerad. Att skapa skräpfält avsiktligt är fel ... Om vi förstör utrymme får vi det inte tillbaka, sa han.
Han syftade på det växande problemet med rymdskrot : döda satelliter, överblivna raketer och skräp från tidigare kollisioner som hotar fungerande satelliter, mänskliga rymdfärder och till och med den internationella rymdstationen.
Det är fortfarande för tidigt att ha tillräckligt bra data om skräpmolnet från Indiens anti-satellittest, och spårningsföretag kommer att övervaka området noga. Pentagon har ögonen på 250 separata pjäser för tillfället, en tjänsteman berättade för Reuters . Men även om det är troligt att kollisionen skapade ett moln av metallfragment, skedde det på relativt låg höjd. Majoriteten kommer att dras ner i jordens atmosfär inom några månader.
Och även om Bridenstine inte var nöjd med Indien-testet, har experter på rymdskräp för närvarande mycket större oro. Föreslagna megakonstellationer av satelliter som sitter högre upp kommer sannolikt att orsaka mycket större och mer långvariga problem.
Ungefär hälften av allt skräp i rymden idag kommer från bara två händelser: ett anti-satellittest 2007 av den kinesiska regeringen och en oavsiktlig kollision 2009 mellan två satelliter.
Men det finns planer på att göra den låga jordens omloppsbana mycket mer trångt. Till exempel vill satellitstarten OneWeb sätta 900 små satelliter i omloppsbana för att tillhandahålla bredbandsanslutningar till internet till platser där det för närvarande inte är tillgängligt. SpaceX har under tiden fått godkännande att sprida 12 000 satelliter genom låg jord och mycket låg omloppsbana. Andra företag, som Telesat och LeoSat, har liknande planer i mindre skala.
Denna plötsliga tillströmning av nyanlända har potential att orsaka allvarliga problem. I en artikel som presenterades vid den 69:e internationella astronautiska kongressen i Bremen, Tyskland, i oktober förra året, beräknade Glenn Peterson, en forskare vid Aerospace Corporation, effekten av att introducera tusentals satelliter för kommunikation, övervakning och jordobservation i de låga omloppsbanorna om jorden där majoriteten av rymdskräpet finns.
Om alla megakonstellationer lanserades, fann Peterson att nuvarande spårningsteknologier skulle generera över 67 000 kollisionsvarningar årligen. Operatörer måste då välja om de vill göra hundratals försiktighetsmanövrar per dag eller riskera en liten risk för en kollision.
I januari startar radaravbildning med syntetisk bländaröppning Kapell valde att flytta sin enda satellit, Denali, när de stod inför en möjlig koppling till en reklamfilm CubeSat . Sannolikheten för en kollision gick upp till 12 procent, säger Capellas vd Payam Banazadeh. Det är en stor risk och vi tog det på största allvar.
Det var första gången Capella använde Denalis thruster, och hela processen tog flera dagar. Framtida manövrar skulle vara snabbare men skulle ändå nå företagets resultat – särskilt om de måste utföras flera gånger om dagen, säger Banazadeh: Istället för att samla in bilder över ett visst område, ändrar du din bana, du tar kraft och resurser för att göra den manövern, och sedan tar du dig tid att kolla upp det efteråt.
Men om bara en missad varning skulle visa sig vara korrekt, kan det bli katastrofalt.
2009 års konjunktion mellan en Iridium-kommunikationssatellit och en inaktiv rysk satellit kunde ha förutspåtts, men sannolikhetsvärdet skilde sig inte ut från många andra konjunktioner som Iridium stod inför den dagen, skriver Peterson i tidningen.
Ingen antyder att Iridium valde att inte flytta satelliten för att spara pengar eller förlänga dess operativa livslängd, men omloppsmiljön blir bara mer trångt och mer konkurrenskraftig.
Om jag är en god förvaltare av rymden betyder det inte att andra kommer att vara det, säger Banazadeh. Det kanske bara krävs några få dåliga skådespelare på vägen för att göra det mycket värre för alla inblandade.
Förbättrad markbaserad radar, känd som rymdstaketet , bör snart komma till USA:s Space Surveillance Network. Detta bör förbättra noggrannheten i förutsägelser om möjliga kollisioner. Men den tekniken är ett tveeggat svärd, påpekar Peterson. Där dagens radarer bara på ett tillförlitligt sätt kan spåra 20 000 stycken rymdskräp som är större än 10 centimeter, kommer morgondagens sensorer att avslöja fragment ner till 2 centimeter stora – kanske 200 000.
Peterson beräknar att även om alla objekt spåras exakt, kommer de större konstellationerna fortfarande att möta flera hundra falska varningar varje år. Vissa operatörer kan vara frestade att riskera en koppling med låg sannolikhet med något som är lika stort som en skruv, även om det färdas i över 30 000 kilometer i timmen.
I nuläget finns det inga internationella regler som kan efterlevas ordentligt, i alla länder och för alla företag, säger Banazadeh. Det finns mycket självreglering, och självreglering i rymden är riktigt, riktigt farligt.