Konsekvenser av satellittkollisjon

Stor økning i antall småsatellitter. Dette skjer hvis de kolliderer

Fragmentene etter kollisjonen blir værende i rommet i kortere tid, men får en potensielt farligere bane.

De siste årene har det blitt skutt opp langt flere satellitter enn før.
De siste årene har det blitt skutt opp langt flere satellitter enn før. (Illustrasjon: Erik Kulu/nanosats.eu)

Fragmentene etter kollisjonen blir værende i rommet i kortere tid, men får en potensielt farligere bane.

Jordas nærmeste nabolag i rommet er i ferd med å fylles av små satellitter. Det øker sjansen for kollisjoner og fører til oppsamling av fragmenter av satellittdeler, såkalt romskrot, som igjen kan kollidere med nye satellitter.

Småsatellitter går i lavere bane rundt jorda. Sammenstøt arter seg derfor på en annen måte enn kollisjoner mellom større objekter lenger ut, ifølge seniorforsker Tom Grydeland i Norce.

Etter et sammenstøt dannes tusenvis av fragmenter i alle mulige slags baner. Mange fragmenter vil gå i baner som ligner banene til objektene som først støtte sammen, men det vil også kunne dannes fragmenter som slynges utover og innover. 

I lavere bane vil disse fragmentene gå i mer elliptiske baner. Slike elliptiske baner vil også komme nærmere jorda i deler av sitt omløp, og der vil den høyere lufttettheten bremse dem og føre til at disse fragmentene vil falle ned raskere. Det vil si at skrotet før eller siden faller ned, men før eller siden kan i dette tilfellet bety over 30 år.

Mer elliptiske baner vil si at det høyeste punktet i fragmentets bane er høyere og det laveste er lavere.

Kollisjoner i lavere bane fører dermed til mindre skade i og med at de er kortere tid i rommet enn kollisjoner lenger ut, men banen skrotet inntar gjør dem potensielt mer farlig. Det ble klart da India som det fjerde landet i verden testet sitt antisatellittprogram tidligere i år. 

Ble slynget til 1900 kilometers høyde

En rakett ble skutt opp og traff en satellitt av typen Microsat-R på 740 kilo. Satellitten var sendt opp to måneder tidligere av inderne for å være mål for raketten. Nedskytingen fikk navnet Mission Shakti.

Planen var at alle fragmentene etter eksplosjonen skulle ha falt ned igjen etter seks uker, men målinger gjort av nederlandske SatTrackCam Leiden viste at 30 prosent av fragmentene etter eksplosjonen fortsatt gikk i bane rundt jorda i slutten av september, altså 25 uker etter eksplosjonen.

Ideelt sett burde vi hatt en pust i bakken uten mange oppskytninger, inntil de som skyter opp satellitter viser at de tar ansvar

Tom Grydeland, seniorforsker i Norce

Fragmentene fikk også en annen, mer elliptisk bane enn satellitten som ble skutt ned hadde. Den gikk i bane rundt jorda i 285 kilometers høyde. Enkelte av fragmentene etter sammenstøtet med raketten hadde derimot 1900 kilometers høyde som sitt høyeste punkt. 

Den bemannede romstasjonen ISS går i bane i 400 kilometers høyde, og 90 prosent av fragmentene etter sammenstøtet med den indiske raketten hadde en bane høyere enn det. Fragmentene kan derfor potensielt skape problemer for større og mindre erstattelige objekter lenger ut. 

Les også

Dobbelt så mange fragmenter

Fragmentene fra Shakti-oppdraget ble også målt av EISCAT-radaren i Tromsø. Der viste observasjonene dobbelt så mange fragmenter etter eksplosjonen.

Juha Vierinen, professor i romfysikk ved Universitetet i Tromsø, sto bak observasjonene og sier at de rettet radaren mot satellitten etter å ha lest en nyhet om at inderne planla testen. Han gjorde målingen for at det skulle være offentlig tilgjengelig informasjon om konsekvensene av testen i ettertid.

Microsat-R er per definisjon en mellomstor satellitt, ikke en liten, men den gikk i lavere bane og oppførte seg på mange måter likt en liten. Forskjellen er at en 10 kilos satellitt ville gitt fra seg langt færre fragmenter.

– Små satellitter går typisk i lavere bane, og fragmentene fra dem vil derfor gå ned tidligere enn fragmenter lenger ut. De vil ikke være der i tusener eller hundrevis av år, sier Vierinen.

Målingene med Eiscat-radaren i Tromsø viser skyen med fragmenter fra den indiske antisatellittesten. De to konsentrasjonene er samme fra samme test som passerer radarens målinger to ganger. Illustrasjon: Universitetet i Tromsø

Mange satellitter på vei

De tilsiktede kollisjonene er ikke eneste mulighet for kollisjoner i rommet. En utilsiktet kollisjon mellom to småsatellitter kan gi lignende resultat, og med stadig flere satellittkonstellasjoner øker sjansen for utilsiktede kollisjoner.

Sommeren 2019 åpnet Onewebs fabrikk på 9750 kvadratmeter i Florida. Fabrikken masseproduserer små satellitter som skal sendes i verdensrommet og danne en sverm. Fra slutten av året er målet å skyte opp mellom 34 og 36 satellitter hver måned. 

Målet er at småsatellittene sammen skal gi 5G-nett til skolebarn i avsidesliggende strøk, men uten å ødelegge rommet, ifølge Oneweb-sjef Greg Wyler.

– Det høres rart ut at man kan ødelegge rommet, men rommet er ikke så stort. Vi trodde også at havet var stort, men oppdaget at det ikke var så stort da vi begynte å hive plast i det, sa han på en konferanse om småsatellitter.

Onewebs sverm skal etter planen bestå av 650 satellitter, som er en lite i forhold til konkurrentene. Amazons Kupier-konstellasjon skal bestå av 3236 satellitter, mens SpaceX' Starlink-konstellasjon skal utgjøre 12.000 satellitter.

Forventer mer enn dobling av nanosatellitter

Små satellitter kan bety alt fra bittesmå satellitter til de større enn 100 kilo. Databasen nanosat.eu overvåker oppskytningen av nanosatellitter, som de definerer som kubesatellitter og andre satellitter mellom 100 gram og 10 kilo. Den inkluderer ikke små satellitter mellom 100 og 500 kilo.

Ifølge databasen er nesten 2400 satellitter av denne typen allerede skutt opp, mens det forventes at over 3000 nanosatellitter skal skytes opp de neste seks årene.

Også i Norge er det satellittplaner, dog ikke i samme skala. Det er nå eller aldri, uttalte Andøya Space Center-sjef Odd Roger Enoksen da han ba om 1,3 milliarder kroner fra staten for å gjennomføre planene om en oppskytningsstasjon for kommersielle småsatellitter tidligere i år.

NTNU har også hevet seg på bølgen med gruppen Smallsat lab, som hovedsakelig sender opp småsatellitter med hyperspektrale kameraer eller utstyr som skal gjøre det enklere å kommunisere i Arktis.

Utviklingen kalles ofte demokratiseringen av rommet, og innebærer at private selskaper og universiteter overtar det som tidligere var forbeholdt myndighetenes romfartsorganisasjoner. 

Les også

300 prosent økning i kollisjoner

Tusenvis av kubesatellitter i jordens lavere bane kan føre til store problemer for den internasjonale romstasjonen og andre større objekter. Potensialet for kollisjoner mellom to kubesatellitter eller mellom kubesatellitter og andre objekter, katastrofale kollisjoner, øker med over 340 prosent i et fremtidig scenario, ifølge en rapport fra Nasas romskrotprogram som analyserer effekten av småsatellitter.

Det forutsetter at det ikke kommer krav om teknologi som gjør at satellittene faller ned raskere enn de gjør nå. Det er utviklet en type seil som gjør at satellittene bremser ned raskere når oppdraget er utført, men det finnes ingen krav om å ta den i bruk. 

En helt ny verden

Der det tidligere var et håndterbart antall satellitter i rommet, er det nå flere objekter og aktører, noe som gjør risikoen for kollisjoner større. 

– Romfartsorganisasjonene er vant til å ringe hverandre om to av satellittene er på kollisjonskurs, noe som ikke er mulig lenger. Det er en helt annen verden, sier Grydeland i Norce. 

Han har satellitter som forskningsfelt og er bekymret for utviklingen. Kommersielle aktører med mange, relativt billige satellitter har ikke like stor interesse av å unngå en kollisjon i verdensrommet som større myndigheter med svært dyrt utstyr. 

Det ble klart da Den europeiske romfartsorganisasjonen ESA skøyt opp sin Aeolus-satellitt på 1,3 tonn i september 2018. Satellitten var på kollisjonskurs med en av Starlinks satellitter, og de europeiske romfartsmyndighetene fikk ikke kontaktet Starlink slik at de kunne endre kurs. Situasjonen endte med at ESAs satellitt endret kurs og kollisjonen ble unngått. 

Som følge av den nye situasjonen har Grydeland og kollegene på Universitetet i Tromsø og svenske Institutet för Rymdfysik i Kiruna foreslått å dedikere en av Eiscat-radarene i Skandinavia til å kun overvåke romskrot.

– Pust i bakken

– Det finnes internasjonale kjøreregler, men de er ikke veldig strenge. Det er opp til hvert enkelt land å regulere sin egen kommersielle virksomhet, og det kan se ut som om kommersielle hensyn får større vekt enn hensynet til å sikre verdensrommet mot et forsøplingsproblem ute av kontroll, sier Grydeland.

– Kan man ikke utvikle et antikollisjonssystem for satellitter?

– Det har jeg liten tro på. Satellitter fullfører et omløp på 90 minutter. En radar kunne ikke oppdaget om en satellitt var på kollisjonskurs. 14 kilometer i sekundet er uhyggelig fort. Om et slikt system hadde ført til at satellitten skiftet bane, så kunne den ikke forsikret seg om at den ikke hadde havnet i en bane hvor den er på kollisjonskurs med en annen satellitt. Systemenes som trengs for en slik oversikt får ikke plass i en liten satellitt, sier han.

– Ideelt sett burde vi hatt en pust i bakken uten mange oppskytninger, inntil de som skyter opp satellitter viser at de tar ansvar. Vi burde også hatt regler for hvem som har ansvar for å unngå en kollisjon.

Les også

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå