Vad är rymdskräp och varför är det ett problem?

Det låter som något ur en tecknad film. En metallbit separeras från en raket eller satellit, går in i atmosfären igen och sjunker sedan till jorden. Den slår till vad som än råkar vara i dess väg – oavsett om det är öppet vatten, en gräsbevuxen prärie eller en stadsbuss.

Idén verkar besynnerlig, men rymdskräp är ett växande problem. I slutet av juli 2022 kom en booster för Kinas Long March 5B-raket in i atmosfären igen och kraschade i Suluhavet nära Filippinerna. Och Kina är inte ensamt när det gäller att producera potentiellt farligt rymdskräp.

Den oupphörliga globala spridningen av satelliter betyder att det nu finns fler mänskligt skapade föremål i rymden än någonsin tidigare. Och ny forskning förutspår att det finns en oroande chans att någon kan dödas av fallande rymdskräp under det kommande decenniet.

Hur är luften där uppe?

Yttre rymden simmar i skräp: Det finns hundratusentals små föremål som är mindre än 0,4 tum (1 centimeter) som kommer in i atmosfären igen och faller till jorden.

“Det skräpet producerar ett konstant “regn” av föremål som kommer tillbaka till jorden som vi inte spårar. Det kommer tillbaka över hela jorden, säger Marlon Sorge, verkställande direktör för The Aerospace Corporations Center for Orbital and Reentry Debris Studies. Astronomi. Men “eftersom dessa skräp är så små”, säger han, “även om de kommer ner till jordens yta är de inte farliga för människor på marken och kommer att förbli obemärkta.”

Ändå kommer större skräp in i atmosfären på en regelbunden basis.

Ett ton rymdskräp kommer in i atmosfären varje vecka. Men Sorge betonar att hastigheten är ett genomsnitt, vilket betyder att det kan finnas månader av aktivitet följt av att flera stora föremål kommer in i vår atmosfär igen under en kort tidsperiod.

Men bara för att ett föremål kommer in i atmosfären betyder det inte att det kommer in i jordens yta. Aerospaces skräpdatabas spårar rymdskräp, och Sorge säger att så mycket som 60 procent av rymdskräpet sönderfaller vid återinträde. Av de föremål som tar sig genom atmosfären stänker de flesta ner i havet bort från befolkade områden. Ändå finns det mer rymdskräp i atmosfären nu än någonsin tidigare.

År 2021 registrerades till exempel mer än 1 900 rymdobjekt för första gången med FN:s index för yttre rymdobjekt. De flesta av dessa rymdobjekt är satelliter, som i allt högre grad används för kommunikation och spårning.

Lyckligtvis är satelliter mindre nu än de var tidigare, och Sorge säger att de designas för att producera mindre och mindre rymdskräp. Men den stora mängden satelliter i omloppsbana betyder att problemet med rymdskräp måste åtgärdas.

Vad är oddsen för att bli dödad av rymdskräp?

Vilka är chanserna att någon kan bli dödad av en hop rymdskräp som faller från himlen? I en studie från 2022 i Natur astronomi, Ett team av forskare vid University of British Columbia försöker ta reda på det.

De vände sig till en öppen databas som loggar information om objekt som fortfarande befinner sig i omloppsbana, såväl som sådana som har gått ur och återigen kommit in i atmosfären. De fann att under de senaste tre decennierna har mer än 1 500 raketkroppar kommit in i vår atmosfär igen. Och de flesta av dem – mer än 70 procent – var okontrollerade återinträden.

Teamet beräknade sedan sannolikheten för att en av dessa raketkroppar skulle komma in i atmosfären igen (som Kinas Long March 5B nyligen gjorde) och faktiskt träffa någon. De drog slutsatsen att det under det kommande decenniet finns en 10-procentig chans att en olycka orsakas av sådant fallande rymdskräp.

“Våra uppskattningar är försiktiga. Det är förmodligen värre än så”, säger Aaron Boley, professor vid University of British Columbia och en av studiens författare.

Rymdskräp: Förutsäga det oförutsägbara

Forskare är inte alltid säkra på hur en bit rymdskräp kommer att återinträda i atmosfären, eller vilken väg den kommer att ta. Dessa föremål tumlar, vilket betyder att deras ballistik inte är helt känd för människorna som spårar dem. Och variationer i atmosfären kan förändra luftmotståndet de möter.

“Problemet är att du inte vet var den kommer in igen förrän en omloppsbana eller två innan den kommer in igen,” säger Boley. “Du kan göra dina absolut bästa mätningar, men faktum är att du har det här föremålet som ramlar.”

Vägen ett objekt tar när det kommer in i atmosfären igen kan vara oförutsägbar. Men forskare säger att dessa okontrollerade återinträden kan hanteras bättre eller helt undvikas. Till exempel är vissa delar utformade för att bryta av raketboosters, och forskare finner att deras banor grovt kan styras till mindre befolkade delar av världen.

En studie från 2021 i Framsteg inom rymdforskning undersökte återinträdesmodeller för att avgöra hur olycksrisken skulle kunna minimeras genom att beakta den omloppsbana som ett objekt följer när det först går in i atmosfären igen.

“Var skräpet faller beror mycket på omloppsbanan det har i början av återinträdet”, säger Inna Sharf, professor vid McGill University i Montreal och en av studiens författare. Viktiga orbitala faktorer inkluderar hur cirkulär omloppsbanan är och var den skär jordens ekvatorialplan.

“I vår tidning var en av de saker vi visade att genom att ge skräpet en liten men snabb impuls, till exempel genom att avfyra en propeller på skräpet under en mycket kort period, kan vi lätt påverka var fallen på jorden, Sharf säger.

Håll utkik nedan

För närvarande faller rymdskräp inte jämnt på vår planet. Det södra halvklotet löper större risk att falla ned skräp, även om länder på norra halvklotet är mer ansvariga för skräpet.

“Många stater har faktiskt denna praxis att inte bara överge sina raketer i omloppsbana utan att ha undantag för när deras individuella raketuppskjutningar inte uppfyller deras egna riktlinjer,” säger Boley. Till exempel har de flesta amerikanska missiluppskjutningar under de senaste decennierna avstått från krav på kontrollerat återinträde. Boley säger att denna slappa attityd beror på den relativt lilla risken för skador, vilket har gjort rymdorganisationer självbelåtna när det gäller att vidta lämpliga försiktighetsåtgärder.

Men med rymdorganisationer runt om i världen som alla känner sig självbelåtna, varnar Boley att problemet har snöat in.

“Det är inte bara en stat, och det är ett kumulativt problem”, säger han. “Vi har den här idén om att individuella raketuppskjutningar har en låg tröskel, men den kumulativa effekten av alla dessa är inte alls liten.”

Rymdorganisationer kan anstränga sig mer för att minska mängden rymdskräp som kommer in i atmosfären igen. Raketer kan nu konstrueras med återantändbara motorer som gör att de kan deponeras på ett kontrollerat sätt. Det betyder att en rymdfarkost kan dumpa en booster över, säg, Point Nemo, som är den plats i havet som är längst bort från land, säger Boley.

Att kontrollera återinträde eller designa en booster som går sönder innan den kommer in i atmosfären kräver visserligen extra tid, ansträngning och pengar. Men Boley säger att rymdorganisationer, inklusive USA, måste sluta ge sig själva undantag som begränsar värdet av genomtänkta försiktighetsåtgärder. Han säger också att upprättandet av globala standarder kan hjälpa andra länder att hålla samma sida.

“När vi expanderar i rymden måste vi inse att det måste finnas ett brett samarbete”, säger Boley. “Det finns konsekvenser för resten av världen som måste beaktas.”

.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *