Fagstoff

Romsøppel

Publisert: 01.09.2010, Oppdatert: 07.08.2014
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut
Romsøppel

I perioden oktober 1957 til utgangen av 2009 ble det skutt opp ca. 6 000 satellitter, og ved inngangen til år 2010 ble ca. 800 av disse regnet for å være aktive. Denne aktiviteten har ført til at et stort antall gjenstander, utbrukte satellitter og deler av bæreraketter samt partikler fra sotflak til slagg fra rakettmotorer går i baner rundt jorda. Dette betegnes som romsøppel.

I tillegg er det mikrometeoritter med høy hastighet i rommet rundt jorda. På grunn av de høye hastighetene vil et treff av selv en liten partikkel gjøre store skader.

NASA antar at antall gjenstander med en størrelse på over 10 cm i 2009 er 19 000, antallet gjenstander med størrelse mellom 1 og 10 cm ca. 500 000. Den kinesiske romorganisasjonen antar at antall partikler større enn 1 mm er omtrent 40 millioner. Det er størst bekymring for partiklene mellom 1 og 10 cm. De er for mange til å bli kontinuerlig overvåket, og de kan gjøre enorme skader på et romfartøy.

Meteoritter

Alta-meteoritten

I 1902 ble det i Alta funnet en meteoritt i to deler. Den tyngste veide 77,5 kg og den minste 1,1 kg. På verdensbasis finnes 5–10 meteoritter hvert år.

 

Antisatellittvåpen produserer mye skrot!

I 2007 ble en kinesisk værsatellitt i polbane ødelagt av en kinesisk satellittprosjektil som beveget seg i motsatt retning med en hastighet på 8 km/s. Denne operasjonen skapte mer enn 2 300 gjenstander i rommet med diameter på 5 cm, mer enn 35 000 med en størrelse på 1 cm, og over 1 million med størrelse på 1 mm eller større. Dette skapte sterke protester i flere land, ikke minst siden kollisjonen fant sted i 850 km høyde, som er mye brukt av LEO-satellitter. Friksjonen i atmosfæren er lav i slike høyder, og det betyr at søppelet vil være i bane i minst 35 år.

Vi skjelner mellom meteoritter, som stammer fra verdensrommet, og romsøppel eller skrap som er resultatet av menneskelige aktiviteter. Med meteoritter mener vi legemer som stammer fra andre himmellegemer, og som befinner seg i det interplanetariske rom nær jorda. Hastigheten kan være i området fra 11,1 km/s, som er den andre kosmiske hastighet ved jordoverflata, til flere titalls km/s. For partikkeldiametre mindre enn 1 millimeter er tettheten av meteoritter høyere enn for menneskeskapt søppel.

Det er laget en modell for strømmen av meteoritter (Grün et al. 1985). Den viser at antallet som strømmer gjennom en flate på 1 m2 per år, er 10-7 for 1 grams partikler og 1 per m2 per år for partikler på 10-5 gram, tilsvarende 0,01 mikrogram. Dette gjelder for det område jordkloden befinner seg i i forhold til sola, og uten å ta hensyn til selve jordkloden som delvis vil skjerme for meteoritter og delvis tiltrekke meteoritter på grunn av tyngdekraften. Det vil i tillegg være variasjon i tettheten gjennom året, når jorda treffes av meteorsvermer. For partikler større enn 1 mm er det menneskeskapt romsøppel som dominerer.

Typer avfall

De største gjenstandene i baner rundt jorda er satellitter som ikke lenger er i bruk, og deler av rakettrinn. Her er det tale om gjenstander som kan observeres både i LEO og i GEO. Baneparametrene er kjent og de registreres i kataloger slik at eventuelle kollisjoner med andre satellitter kan varsles.  Det samme gjelder mindre gjenstander med størrelse fra 10 cm og oppover i LEO.

Andre gjenstander i rommet kan være mindre deler av satellitter og raketter, som deler som skyldes bruk av eksplosiver, blant annet for å skille deler av en bærerakett. Gjenstander med diameter på fra 1 cm til 10 cm representerer et stort problem. De er for små, og for mange, til at de kan katalogiseres enkeltvis. Samtidig er hastigheten så stor at en kollisjon kan skape enorme skader.

Det finnes også mindre menneskeskapte partikler, som blant annet kan være biter av maling,  sotpartikler eller slagg fra forbrenning i rakettmotorer. Astronauter har også mistet forskjellige gjenstander, som kamera, hanske, tang og tannbørste, uten at dette har bidratt så mye til å øke sannsynligheten for kollisjon i rommet.

Forhold i LEO

Her er det god kjennskap til gjenstander ned til 10 cm, og det er mulig, om nødvendig, å foreta unnvikende manøvrer. For mindre gjenstander er det nødvendig å beskytte seg på forskjellige måter. En metode er å bruke et skjold som får partiklene til å eksplodere, forhåpentligvis uten at restene fra eksplosjonen har for stor hastighet, slik at neste overflate greier å stoppe delene. Partikkelhastigheten kan være på flere km per sekund. Romferja forsøker å fly på en slik måte at den mest robuste enden er rettet mot forventet partikkelstrøm.

Forhold i GEO

I GEO-ringen kan objekter med størrelse ned til 50 cm observeres ved hjelp av optiske teleskop og radar, og de blir katalogisert. ESA har et teleskop på fjelltoppen Teide på Kanariøyene, og det kan detektere gjenstander ned til 15 cm i den geostasjonære ringen. Satellitter som er tatt ut av drift, vil langsomt forandre bane, men faren for kollisjoner eksisterer. Kollisjonshastigheten vil imidlertid være mye lavere, kanskje 100 meter per sekund. Kollisjoner er da mindre dramatiske, men de kan føre til skader på satellittene.

Hva kan gjøres?

Problemet med romsøppel øker stadig, og det arbeides med forskjellige tiltak for å redusere økningen. For det første må utforming av satellitter og bæreraketter være slik at de nødvendige operasjonene, som adskillelse av trinn etc. ikke unødvendig skaper løse deler som frigjøres. Brenselprosessen må også gjøres slik at generering av slaggpartikler reduseres.

Satellitter i LEO bør ikke ha en levetid i rommet på mer enn 25 år. Bruk av drivstoff for reduksjon av hastigheten når de tas ut av drift. vil sikre at de kommer inn i atmosfæren og brenner opp. Dette gjennomføres for iridium-satellittene. Alternativt bør de utstyres med elementer som øker friksjonen i den øvre delen av atmosfæren, eventuelt som kan tas i bruk når brukstiden er omme, som ballonger.

For satellitter i GEO er det anbefalt å flytte satellittene til en høyere bane, gravbane, og dette gjøres for mer enn 50 % av satellittene. Kostnadene for dette er drivstoff tilsvarende 3 måneder banekontroll, og dermed 3 måneder tapt driftstid.
Når det gjelder de små partiklene, så vil de først forsvinne i de laveste banene. Forholdet mellom tverrsnitt og masse øker for de små partiklene, og dermed vil oppbremsing på grunn av luftmolekylene være mest effektivt.

Er det mulig å fjerne skrot fra rommet?

Risikoen og kostnadene ved skader av romfartøyer er så store at det vurderes å fjerne av gjenstander fra rommet. Flere romorganisasjoner vurderer nå slike prosjekter, men de er teknologisk meget utfordrende.

Relatert innhold

Kjernestoff

Generelt