Ner med rymdskrotet. Och miljövänligt bränsle vill vi ha!

---

Sedan rymdålderns början i slutet på 50-talet har man sänt upp flera tusen raketer och satelliter. Den stora mängden föremål i omloppsbana börjar nu bli ett problem. Det handlar om satelliter som slutat fungera, raketsteg som blivit kvar i omloppsbana, rester efter farkoster som exploderat.

Det värsta är ändå alla små föremål som trots sin ringa storlek är farliga eftersom de rör sig med så hög hastighet. Det kan röra sig om färgflagor som lossnat från en raket, om muttrar, skruvar och verktyg från rymdstationen.

Det nyaste hotet är att antalet satelliter nu är så stort. Satelliterna har börjat kollidera. Risken för kollision gör att man i ett stort antal fall tvingats ändrat på satelliters banor. Också rymdstationen har tvingats till kurskorrigeringar på grund av kollisionsrisk. Jag tycker också att man kan diskutera om det verkligen är OK att kraschlanda farkoster på Månen!

---

Gridlock: trafikstockning som beror på att vissa fordon blockerar varandra så att ingen kommer varken framåt eller bakåt.

Trafikkontroll i rymden = Space Traffic Management.
(Publicerat 2018-09-25)

Satelliter som kretsar på låg höjd runt jorden färdas 25 gånger snabbare än jetplan. Dessa satelliter flyger i samma bana som miljoner små och stora bitar rymdskrot. Och de närmaste åren förväntas tusentals nya satelliter sändas upp med bana i LEO. Vi behöver regler och kontroll för att reglera rymdtrafiken!(Källa: Space News. 2018-08-27)

Det finns flera viktiga anledningar för världens rymdnationer att försöka enas så snart som möjligt om ett kontrollsystem för satelliter:

Satelliterna flyger med mycket hög hastighet.
Många satelliter saknar förmåga till ändrad bana för att undvika kollisioner.
Det finns mycket rymdskrot inom en zon där många satelliter ska ligga.
Ett problem är komplexiteten i att hitta lösningar som godkänns av alla rymdnationer.
Det är svårt att hitta balans mellan regleringar och frihet.
Man måste skapa ett centralt system för kontroll och regleringar, kanske en ny internationell organisation för detta.
Att göra utrustning kompatibel mellan olika tillverkare tar tid.

Idag finns det ca 1.200 aktiva satelliter i låg bana (LEO). Många av dem kan inte ändra kurs snabbt, några kan inte manövreras överhuvudtaget. Miljoner passiva föremål flyger också i LEO. Kollisioner kan inträffa och ytterligare öka mängden rymdskrot.

Naturligtvis måste man utveckla metoder för att avlägsna mycket av rymdskrotet, även om det förefaller omöjligt att få bort allt.

Vad gäller nya satelliter är den ideala lösningen att de utrustas med en transponder som möjliggör att markkontrollen hela tiden vet exakt var satelliten befinner sig. Men satelliterna måste också ha motor och bränsle som möjliggör snabb ändring av banan om det finns risk för kollision.

Man skulle kunna underlätta för operatörer av små satelliter genom att låta dem ha ensamrätt på banor under 50 mils höjd. Stora satelliter brukar inte kretsa så nära jordytan. Den låga banan skulle dessutom göra att de små satelliterna så småningom brinner upp i atmosfären och därmed är ”självförstörande”.

Höjden 130 mil till 3200 mil kunde också ha mildare regler eftersom antalet satelliter där är relativt litet i förhållande till den stora rymdvolym det handlar om.

Det kan konstateras att de stora kommunikationssatelliterna i GEO = geosynchronous Earth orbit, som innebär banor på mer än 3.600 mils höjd, redan ingår i ett trafikkontrollsystem. De flyger alla runt ekvatorn, de flyger åt samma håll och med samma hastighet. De här satelliterna håller en hastighet som möjliggör för dem att behålla en stationär bana ovanför samma område på jorden hela tiden, vilket är önskvärt eftersom de överför TV-signaler som ska täcka ett bestämt område.

Det är den kraftigt nedskräpade zonen mellan höjden 55 mil och 120 mil som behöver trafikkontroll. Artikelförfattaren skriver: ”With more than 10.000 new satellites being prepared for launch into LEO in the next few years, traffic may well soon be gridlocked.”
 

---

Nu börjar vi städa i rymden: Rymdskrotet måste bort! (Källa: Space News. 2013-04-29) 
 
22-25 april 2013 hölls den 6:e internationella konferensen om rymdskrot vid ESA:s center i Darmstadt, Tyskland. Där framgick det att världens rymdnationer nu börjat vidta konkreta åtgärder för att förhindra nedskräpningen av rymden. Men än så länge är åtgärderna helt otillräckliga. Det finns en rekommendation om att alla nya satelliter ska plockas ner till jorden senast 25 år efter att deras aktiva period är slut. Men den rekommendationen följs inte så bra. 

För att minska mängden rymdskrot borde världens rymdorganisationer finansiera farkoster som åker upp och plockar ner fem till tio stora inaktiva raketsteg och satelliter varje år. Dessutom borde alla nya raketer och satelliter reservera bränsle som ska föra ner dem mot jorden eller upp i högre bana när uppdraget är slut. Men även om dessa åtgärder genomfördes så finns risken att satelliter kolliderar och splittras i stora och små delar och därmed ökar mängden rymdskrot.

Mardrömmen vore om allt fler satelliter kolliderar, varefter splittret kollider med andra satelliter i en lavin av kollisioner. Till slut skulle mängden skrot i alla storlekar som omgav jorden medföra att all rymdfart blev omöjlig. Vi skulle helt enkelt inte kunna sända upp något utan att det snabbt förstördes. 
 
Nästan alla nationella rymdorganisationer är medlemmar i Inter-Agency Space Debris Coordination Committee (IADC). Flera av dessa rymdorganisationer deltog i ett projekt där de skulle studera hur rymdskrotet kommer att utvecklas under de kommande 200 åren. Speciellt skulle de titta på det mest använda området mellan 70 och 100 mils höjd. De var eniga om att situationen kommer att förvärras.

Många operatörer tar inte ner sina farkoster efter att uppdraget är slut. I slutet av ett projekt måste operatören välja hur man ska använda det kvarvarande bränslet. Ska man förlänga den aktiva perioden eller använda bränslet till att styra ner satelliten i atmosfären så att den brinner upp? Satellitprojekt är mycket dyra och ägaren vill förstås få ut mesta möjliga nytta. 
 
En riktigt stor satellit kräver extra mycket bränsle att ta ner i atmosfären eftersom den kanske inte helt brinner upp utan kraschar mot jordytan. Då måste satelliten styras mot ett obebott område. 
 
Men deltagarna på rymdskrot-mötet kunde hitta en positiv trend: det blir allt vanligare att man gör vad som är möjligt för att en uttjänt satellit ska bli ofarlig. Man laddar ur batterier, tömmer bränsletankar osv för att minska risken för explosion vid en eventuell kollision.  

Experter på rymdskrot säger att mängden redan är så stor att det inte räcker med att förhindra nytt skrot att uppstå. Man måste börja ta ner de stora raketdelarna och satelliterna. Än så länge finns ingen utvecklad teknik. Men det pågår allt fler försök världen över.  

Idéer som man funderar på är griparmar, harpuner, nät, laser. 26 nationer deltog i konferensen i Darmstadt vilket visar att problemen tas på allvar. Men det kan uppstå konflikter om ett land påverkar ett annat lands rymdegendom, även om det handlar om döda satelliter.  

Heiner Klinkrad är chef för ESA:s Space Debris Office. Han gör bedömningen att en rymdfarkost med uppgiften att plocka ner rymdskrot skulle kosta ca 200 miljoner euro. Han säger att den första uppgiften i så fall skulle vara att styra nedfärden för ESA:s satellit Envisat som är 8 meter lång och väger 8,2 ton. Den får helt enkelt inte krascha i ett bebott område. 

---

Skärp er och börja samarbeta - rymdskrotet måste bort!"
(Publicerat 2012-02-21)

500.000 små och stora skrotbitar i bana runt jorden lamslår snart all rymdverksamhet. NASA:s expert varnar makthavarna i alla rymdnationer. (Källa: Aviation Week & Space Technology 2011-12-12)

Nicholas Johnsson är vetenskapsman och chef för en avdelning hos NASA som har som uppgift att lösa problemet med rymdskrot. På kärnfull amerikanska formulerar han problemet så här: ” Get serious, get together or get clobbered”.

"Världens rymdnationer måste skapa en gemensam strategi för att undanröja allt rymdskrot. Det kommer att vara svårt och det kommer att bli dyrt. Men rymdskrotet utgör ett växande hot både för de bemannade rymdfärderna och för alla aktiva satelliter."

Fortsättning om rymdskrot: Det kan tippa över!

I september kom en rapport från National Research Council (NCR) i USA där man hävdar att ”rymdskrotet har redan uppnått ett tillstånd där det lätt kan tippa över”. Nicholas Johnsson förklarar vad man menar med ”tippa över”: Tidigare trodde man det räckte att förse nya satelliter med motor och bränsle som kunde föra ner satelliterna mot jorden så att de brann upp när deras tid var ute. På det sättet skulle man förhindra att det uppstod nytt skrot, och det gamla skrotet skulle så småningpom dras ner till jorden av gravitationen.

Men nu har man insett att det som redan finns uppe dras ner väldigt långsamt. Och har börjat kollidera. Antalet föremål ökar eftersom varje kollision ger upphov till många småbitar. Som i sin tur kan kollidera med annat rymdskrot. Om den här kedjereaktion accelererar kan rymden runt jorden bli väldigt farlig för nya farkoster.

”Det krävdes stora ansträngningar och mycket energi och pengar att få¨upp de här föremålen i rymden” säger Johnsson. ”Det kommer också att bli väldigt dyrt att ta ner dem.” Nicholas Johnsson är USA:s representant i FN för det här problemet. Han för också diskussioner med Inter-Agency Space Debris Coordination Committee och med International Academy of Astronautics.

”Vi vet att det inte ännu är möjligt att åtgärda det här problemet. Det saknas ekonomiska möjligheter och i många fall saknas också den teknik som skulle behövas. Men vi vet att på lång sikt måste vi göra något.”

Det mesta är bara skräp.

Pentagon bedriver spårning av rymdföremål, benämnt Surveillance Network. Man följer 22.000 stora föremål i bana runt jorden. Bara 1.000 av dem är fungerande satelliter! Vad gäller det totala antalet föremål, från endast några centimeter upp till stora raketsteg, så uppskattas antalet rymdskrot av experterna på området till hela 500.000 st!

Vilket som helst av dessa föremål skulle kunna ställa till med stor skada på den internationella rymdstationen. Under de senaste åren har risken för kollision bedömts vara så stor att man flera gånger ändrat banhöjd på rymdstationen eller beordrat astronauterna att ta plats i ”livbåten" Soyuz.

Antalet rymdskrot har ökat rejält de senaste åren på grund av två dramatiska händelser. 2007 sprängde Kina en av sina gamla satelliter i en test av ett anti-satellitvapen. Två år senare kolliderade en rysk satellit (som slutat fungera) och en aktiv amerikansk konmunikationssatellit.

Mängden rymdskrot ökar nu med flera hundra föremål per år. Vanligaste orsaken är att någon gammal satellit eller ett raketsteg exploderar. Nästan varje dag ramlar någon bit rymdskrot ner mot jorden. Än så länge har ingen på jordytan blivit skadad eftersom de flesta föremål brinner upp vid inträde i atmosfären.
_______________________________________________________

Sedan 1957 har rymdskrotet ökat från noll till 500.000 föremål. Det här diagrammet visar de 16.000 största föremålen.

---

”På drift”

Stor redlöst drivande satellit utgör hot mot flera andra satelliter. Har den tagit intryck av Jack Kerouacs roman "På drift"? (Från Space News.2010-10-18)

I april i år (2010) slutade telekom-satelliten Galaxy 15 svara på kommandon från jorden. Den gav sig ut på drift och hotade därmed att kollidera med andra satelliter. Men inte nog med det. Satelliten fortsatte att sända ut signaler som inte gick att stänga av och därmed hotade den att störa andra satelliters kommunikation med jorden.

Satelliten Galaxy 15 ägs av den stora Internationella satellitoperatören Intelsat. Sedan april när Galaxys problem började har Intelsat samarbetat intensivt med andra satellitoperatörer för att förhindra att den drivande satelliten skadar eller stör andra satelliter. Trots flera försök att återta kontrollen över Galaxy 15 så fortsätter driften.

Det finns en berömd roman från 50-talet som heter "På drift". Den skrevs av Jack Kerouac och handlar om den s.k beatnikgenerationen som både intellektuellt och rent fysiskt befann sig på drift. Huvudpersonerna gör långa bilresor i USA och deras tankegångar visar framåt mot 60-talets ungsomsrevolt inom politik, musik och litteratur.

Huvida satelliten Galaxy 15 tagit intryck av Jack Kerouac eller inte är svårt att säga, men faktum är att liksom en revolterande tonåring vägrar den lyssna på kontrollen från Jorden och har istället börjat driva i sin geostationära bana.

Men låt oss berätta från början:

År 2003 sände Intelsat upp telekommunikationssatelliten Galaxy 15 till en geostationär bana. Satelliten hade byggts av det amerikanska företaget Orbital Sciences Corp. Den fungerade bra fram till april 2010 då den slutade lyda order från Intelsat. Den fortsatte dock att sända ut signaler som eventuellt kunde störa andra satelliters sändningar. Således utgjorde den ett dubbelt hot mot andra satelliter i geostationär bana.

Intelsat har huvudkontor i Washington och Luxemburg. Man insåg att den första satellit som kunde skadas av Galaxy var AMC-11 som ägdes av en konkurrent till Intelsat – operatören SES med huvudkontor i Luxemburg. De två företagen inledde nu ett intensivt samarbete för att undvika problem. Galaxy for förbi AMC-11 utan att kollidera eller ens störa dess sändningar. Sedan dess har Galaxy 15 passerat flera andra satelliter men Intelsat har genom samarbete med deras ägare lyckats undvika störningar.

Satellitkyrkogård.

Händelsen har fört det goda med sig att den satt fokus på den ökade risken för kollisioner mellan satelliter. Mängden passiva satelliter och övrigt ”rymdskrot ” i omloppsbana runt jorden ökar snabbt. Galaxy-krisen har lett till ökad kommunikation mellan satellitoperatörerna. Man behöver ju veta om någon satellit måste ändra sin bana för att undvika kollision.

På 36.000 kms höjd över jorden kretsar många satelliter i s.k. geostationär bana , dvs deras hastighet är anpassad så att de ska befinna sig över samma område på jordytan hela tiden. De ska fungera som TV-satelliter, mobiltelefoni-satelliter osv. I detta bälte på hög höjd finns nu ca 100 satelliter som slutat fungera! De utgör en sorts satellitkyrkogård.

Den här texten är ett referat av en artikel från Space News från 18 oktober. Man skrev då att från mitten av oktober fram till slutet på december skulle Galaxy 15 passera nära ytterligare sju satelliter, bland annat Satmex från Mexiko, två Anik-satelliter från Kanada, tre satelliter till ägda av SES och slutligen 25 december en satellit som ägs av Intelsat självt. (Jag har inte följt upp hur detta avlöpt)
 
Hotet från Galaxy minskar kontinuerligt eftersom satelliten alltmer avviker från den bana där de flesta geostationära satlliter passerar. Galaxy befinner sig oftast över eller under denna bana och passerar bara ibland igenom den.

Den listiga satelliten.

I våras trodde man på Intelsat och Orbital att problemet skulle lösa sig i augusti. Man beräknade att delsystemet som såg till att solpanelerna hölls riktade mot solen skulle förlora sin energi. Då kunde man från markkontrollen stänga av satelliten och sedan starta den igen. Därefter borde den fungera som vanligt igen. Eller möjligen skulle man uppnå det näst bästa: att satelliten stängdes av.

Men satelliten överlistade människorna! Den utnyttjade viloperioderna när satelliten befann sig i Jordens skugga till att spara energi. På det sättet kunde den hålla solpanelerna riktade mot solen mycket längre period än väntat. Den fortsätter således sin vandring och nu hoppas man på ett stopp i december.

Intelsat och Orbital hoppas fortfarande på att man ska kunna lösa problemet. I så fall kan satelliten användas i sju år till. Men det krävs en snabb åtgärd när satelliten väl stänger av sig. Man hoppas att satelliten ska minska sin rotationshastighet tillräckligt mycket för att stängas av, men att hastigheten ändå ska förhindra att bränsletank och annan utrustning fryser.
 
Incidenten med Galaxy 15 är en av många som visar på det stora problemet med rymdskrot.

---