Το κόστος των διαστημικών συντριμμιών

Εδώ, συνοψίζουμε τα βασικά ευρήματα της έκθεσης και εξηγούμε πώς η ESA βοηθά στην αντιμετώπιση του προβλήματος μέσω του Διαστημικού Προγράμματος Ασφάλειας .

Ένα αυξανόμενο πρόβλημα

«Οι οικονομικές και κοινωνικές ευπάθειες στους διαστημικούς κινδύνους, ιδίως τα διαστημικά συντρίμμια, αυξάνονται». – Διαστημική αειφορία: Τα οικονομικά των διαστημικών συντριμμιών στην προοπτική του ΟΟΣΑ, 2020.

Η θεσμική και εμπορική χρήση του χώρου αυξάνεται και αυξάνεται. Ο αριθμός των δορυφόρων σε τροχιά θα αυξηθεί περαιτέρω με την εκτόξευση « μεγα-αστερισμών » για δορυφορική ευρυζωνική σύνδεση, μερικοί που περιλαμβάνουν χιλιάδες δορυφόρους, και με αυτό αυξάνεται ο κίνδυνος συγκρούσεων και περισσότερων διαστημικών συντριμμιών.

Μόνο μια σύγκρουση ή έκρηξη στο διάστημα δημιουργεί χιλιάδες ταχέως κινούμενα μικρά θραύσματα υπολειμμάτων ικανά να καταστρέψουν ή να καταστρέψουν έναν λειτουργικό δορυφόρο. Για παράδειγμα, το 2007, η καταστροφή του δορυφόρου FengYun-1C διπλασίασε την ποσότητα των συντριμμιών σε υψόμετρο περίπου 800 km, οδηγώντας σε αύξηση 30% του συνολικού πληθυσμού των συντριμμιών εκείνη την εποχή.

Τα διαστημικά συντρίμμια είναι ακριβά και θα γίνουν ακόμη περισσότερο

Σχετικά με το κόστος των διαστημικών συντριμμιών, η έκθεση αναφέρει ότι « Τα μέτρα προστασίας και μετριασμού των διαστημικών συντριμμιών είναι ήδη δαπανηρά για τους δορυφορικούς χειριστές, αλλά οι κύριοι κίνδυνοι και το κόστος βρίσκονται στο μέλλον, εάν η παραγωγή συντριμμιών περιστρέφεται εκτός ελέγχου και καθιστά ορισμένες τροχιές άχρηστες» για ανθρώπινες δραστηριότητες. “

Η προστασία των δορυφόρων από τα διαστημικά συντρίμμια είναι δαπανηρή, ξεκινώντας με μέτρα σχεδιασμού, την ανάγκη επιτήρησης και παρακολούθησης, την απομάκρυνση των επιχειρησιακών δορυφόρων από το κακό και ακόμη και την αντικατάσταση των αποστολών εντελώς.

Για τους δορυφόρους σε γεωστατική τροχιά, ο ΟΟΣΑ αναφέρει ότι το κόστος αυτό ανέρχεται περίπου στο 5-10% του συνολικού κόστους αποστολής που μπορεί να είναι εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια. Στις χαμηλές τροχιές της Γης, το σχετικό κόστος ανά αποστολή θα μπορούσε να είναι ακόμη υψηλότερο από 5-10%.

Ωστόσο, το κόστος της αδράνειας θα ήταν πολύ μεγαλύτερο. Αρκετά συντρίμμια σε τροχιά θα μπορούσαν τελικά να οδηγήσουν στο «σύνδρομο Kessler» στο οποίο οι συγκρούσεις καταρρέουν, οδηγώντας σε ολοένα και περισσότερες αυτοπαραγωγές συγκρούσεις, και αυτό που ο ΟΟΣΑ περιγράφει ως « οικολογικό σημείο ανατροπής που μπορεί να καταστήσει ορισμένες τροχιές άχρηστες ».

Οι οικονομίες και οι κοινωνίες είναι όλο και πιο ευάλωτες στις συνέπειες των συντριμμιών

Οι κοινωνικοοικονομικές επιπτώσεις του συνδρόμου Kessler θα ήταν σοβαρές. Θα μπορούσαν να χαθούν σημαντικές διαστημικές εφαρμογές, όπως πρόγνωση καιρού, παρακολούθηση του κλίματος, επιστήμες της γης και διαστημικές επικοινωνίες. Η αδυναμία χρήσης ορισμένων τροχιών θα έχει ευρείες και σημαντικές συνέπειες. Σύμφωνα με την έκθεση, αυτά θα περιλαμβάνουν:

• Ενδέχεται να χαθούν μοναδικές εφαρμογές και λειτουργίες (για παράδειγμα υπηρεσίες διαδικτύου και επικοινωνίας)
• Οι ζωές χάθηκαν
• Διακοπή χρονοσειρών για τη γη και την έρευνα για το κλίμα
• Αυξήθηκε το πλήθος και οι πιέσεις σε άλλες τροχιές
• Μειώθηκε η οικονομική ανάπτυξη και η επιβράδυνση των επενδύσεων στον τομέα

Συγκεκριμένα, η έκθεση αναφέρει ότι « ορισμένες γεωγραφικές περιοχές και κοινωνικές ομάδες θα επηρεαστούν δυσανάλογα, ιδίως σε αγροτικές περιοχές με περιορισμένες υφιστάμενες επίγειες υποδομές και μεγάλη εξάρτηση από τη διαστημική υποδομή ».

Δεν κάνουμε αρκετά

Κατανομή διαστημικών συντριμμιών σε τροχιά γύρω από τη Γη
Πρόσβαση στο βίντεο

Σύμφωνα με την έκθεση, «υπάρχουν συνολικά εθνικά και διεθνή μέτρα μετριασμού, αλλά η συμμόρφωση δεν επαρκεί για τη σταθεροποίηση του τροχιακού περιβάλλοντος».

Οι τρέχουσες οδηγίες για τον περιορισμό των συντριμμιών για τους χειριστές που πετούν δορυφόρους σε τροχιά χαμηλής γης και γεωστατικές περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων:

• αποφύγετε τη σκόπιμη δημιουργία συντριμμιών (συμπεριλαμβανομένων αντι-δορυφορικών δοκιμών)
• ελαχιστοποίηση του δυναμικού για τυχαίες εκρήξεις
• ένας 25ετής κανόνας deorbit για αποστολές σε τροχιά χαμηλής γης
• αποστολές σε γεωστατική τροχιά θα πρέπει να αποστέλλονται σε υψηλότερη «τροχιά νεκροταφείου» στο τέλος της ζωής τους, διατηρώντας τον τρόπο λειτουργίας των δορυφόρων
• η αποφυγή σύγκρουσης πρέπει να πραγματοποιείται όταν αυτό είναι εφικτό, καθώς και η ελαχιστοποίηση του κινδύνου ατυχημάτων στο έδαφος από επανεισόδους μέσω δορυφόρου

Όπως συνοψίζεται στην πιο πρόσφατη έκθεση για το περιβάλλον διαστημικών συντριμμιών της ESA, οι περισσότεροι χειριστές δορυφόρων σε γεωστατική τροχιά συμμορφώνονται με αυτές τις οδηγίες, αλλά λιγότερο από το 60% αυτών που πετούν σε τροχιά χαμηλής γης τηρούν (και μόνο το 20% σε τροχιές άνω των 650 km). Αρκετές χώρες έχουν επίσης πραγματοποιήσει δοκιμές κατά των δορυφόρων κατά τη διάρκεια των ετών.

Πρόγραμμα Διαστημικής Ασφάλειας της ESA – Η απάντηση της Ευρώπης

Το Space Debris Office είναι αφιερωμένο στην προστασία των αποστολών κατά την πτήση σήμερα, καθώς και στη διασφάλιση ενός βιώσιμου μέλλοντος για τον διαστημικό πτήση. Κάθε μέρα, ομάδες στην αποστολή ESOC ελέγχουν στο Ντάρμσταντ της Γερμανίας, παρακολουθούν και αξιολογούν την πιθανότητα πιθανών συγκρούσεων σε τροχιά και καθοδηγούν τους χειριστές για το πώς να διατηρήσουν τις αποστολές τους ασφαλείς.

Καθώς περισσότεροι δορυφόροι εκτοξεύονται σε τροχιά, οι τρέχουσες «χειροκίνητες» μέθοδοι για την αποφυγή συγκρούσεων στο διάστημα και η δημιουργία συντριμμιών δεν θα είναι αρκετές. Ως εκ τούτου, η ESA, μέσω του Διαστημικού Προγράμματος Ασφάλειας, αναπτύσσει τεχνολογίες « αυτοματοποιημένης αποφυγής σύγκρουσης » που θα κάνουν τη διαδικασία αποφυγής συγκρούσεων πιο αποτελεσματική.

Με την αξιολόγηση του κινδύνου και της πιθανότητας συγκρούσεων στο διάστημα, αυτό το λογισμικό θα βελτιώσει τη διαδικασία λήψης αποφάσεων σχετικά με το εάν απαιτείται ελιγμός και μπορεί ακόμη και να στείλει τις παραγγελίες σε δορυφόρους που κινδυνεύουν για να ξεφύγουν.

Τι γίνεται όμως με τα σκουπίδια που βρίσκονται ήδη σε τροχιά; Σε έναν πρώτο κόσμο, το πρόγραμμα Διαστημικής Ασφάλειας ανέθεσε μια αποστολή που θα αφαιρέσει ένα στοιχείο από συντρίμμια από τροχιά.

Η αποστολή ClearSpace-1 θα στοχεύσει ένα ανώτερο στάδιο Vespa (Vega Secondary Payload Adapter) που βρίσκεται αριστερά σε τροχιά μετά τη δεύτερη πτήση του εκτοξευτή Vega της ESA το 2013.

Με μάζα 100 kg, το Vespa είναι κοντά σε ένα μικρό δορυφόρο, ενώ το σχετικά απλό σχήμα και η στιβαρή κατασκευή του το καθιστούν κατάλληλο πρώτο στόχο. Αυτό το πρώτο βήμα θα καθιερώσει μια εμπορική υπηρεσία που μπορεί επίσης να αντιμετωπίσει μεγαλύτερες, πιο απαιτητικές «καταγραφές», συμπεριλαμβανομένης της καταγραφής πολλών αντικειμένων.

Η αποφυγή σύγκρουσης και η αφαίρεση συντριμμιών είναι ζωτικής σημασίας για τη μείωση της ποσότητας των συντριμμιών στο διάστημα, αλλά η συμμόρφωση με τις οδηγίες για τον περιορισμό των συντριμμιών που περιγράφονται παραπάνω έχει τον μεγαλύτερο αντίκτυπο στο διαστημικό μας περιβάλλον. Το Space Debris Office της ESA παρακολουθεί τη συμμόρφωση σε όλο τον κόσμο και μαζί με το Clean Space Office εργάζεται για την αύξηση της παγκόσμιας συμμόρφωσης μέσω λειτουργιών και τεχνολογικών εξελίξεων.