ESA – Quan es produeix un desastre de runa

De tant en tant, es produeix un esdeveniment a l’òrbita terrestre que genera grans quantitats de nous restes espacials. Les explosions accidentals causades per les restes de combustible a bord de satèl·lits i coets han creat el major nombre d’objectes de deixalles, però en segon lloc són els esdeveniments de ruptura deliberada.

Uns 36.000 objectes més grans que una pilota de tennis giren al voltant de la Terra, i només el 13% d’ells estan controlats activament. La resta inclou restes espacials, el resultat directe de ‘esdeveniments de fragmentació‘ dels quals se sap que aproximadament 630 s’han produït fins ara.

Basat en observacions d’objectes més grans juntament amb models estadístics (per a aquells objectes massa petits per ser observats amb telescopis a la Terra), Les estimacions de l’ESA avui hi ha en òrbita:

• 36 500 objectes de mida superior a 10 cm
• 1 000 000 objectes d’1 cm a 10 cm
• 330 milions d’objectes d’1 mm a 1 cm

Després de cada nou esdeveniment de fragmentació, l’Oficina de deixalles espacials de l’ESA comença la seva anàlisi. Què va passar? Com influirà això en l’entorn de les runes, ara i en el futur? Quin ha estat el canvi en el risc de col·lisió dels satèl·lits actius i les naus espacials en òrbita? Quines altituds i òrbites són les més afectades?

Objectes nous rastrejats

Fins al 2021, s’han afegit uns 2467 nous objectes prou grans com per ser rastrejats als catàlegs mundials d’objectes orbitals, dels quals 1493 són satèl·lits nous i la resta són restes. Mentre s’afegeixen nous objectes, d’altres són arrossegats a la Terra per l’atmosfera on es cremen de manera segura, donant lloc a un augment net d’almenys 1387 objectes rastrejables entre el 2020 i el 2021.

A més, només aquesta setmana s’han afegit 1.500 nous objectes, un augment d’aproximadament un 5% respecte a la població total.

Com que els objectes de deixalles viatgen a altes velocitats, una col·lisió amb un fragment tan petit com només 1 cm de diàmetre pot generar la mateixa quantitat d’energia destructiva que un cotxe petit que xoca a 40 km/h.

Tot i que les partícules de deixalles més petites i de mida inferior al mil·límetre només poden degradar el funcionament d’un satèl·lit a l’impacte, les peces “més grans” -en el rang centímetre- poden causar una destrucció completa.

L’atmosfera terrestre pot provocar que els objectes orbitals tornin a entrar amb el temps i es cremin. Com més gran sigui l’altitud orbital, més fina serà l’atmosfera i, per tant, més temps romandran els objectes naturalment a l’espai. En altituds superiors als 600 km, el “temps de residència” natural a l’espai d’aquests objectes és normalment de més de 25 anys.

Les missions d’observació de la Terra de l’ESA, que orbiten en aquesta regió, han hagut de realitzar dues “maniobres d’evitació de col·lisions” de mitjana per any per esquivar les deixalles que s’acosten.

Reavaluació del risc

Després dels esdeveniments de fragmentació, com el que va passar aquesta setmana, s’ha de revalorar el risc per a les missions.

“Aquest gran esdeveniment de fragmentació no només duplicarà més que les necessitats d’evitació de col·lisions a llarg termini per a missions en òrbites amb altituds similars, sinó que, a més, augmentarà significativament la probabilitat de col·lisions que potencialment acabin la missió a altituds més baixes”, diu Holger Krag, cap de de l’ESA Seguretat espacial Programa.

Cooperació internacional

La xarxa de vigilància espacial dels EUA controla constantment les deixalles espacials, i els experts en deixalles espacials de l’ESA utilitzen aquesta i altres dades de seguiment per millorar i actualitzar els models per entendre millor l’evolució de l’entorn de les deixalles.

Mitjançant la realització diària d’anàlisis de risc de col·lisió i la creació de models que prediuen la posició futura i la densitat dels objectes de runa a diverses altituds, l’equip pot aconsellar als operadors de satèl·lits sobre la millor manera de mantenir les seves missions segures.

Mantenir les carreteres espacials segures

El Nacions Unides ha establert pautes per reduir la creixent quantitat de deixalles espacials en òrbita. Els experts de l’Oficina de Detritus Espacials de l’ESA ho han fet contribuït a aquestes directrius i assessorar periòdicament sobre com implementar-los per a les missions de l’ESA.

A més, com a part de les activitats de seguretat i seguretat espacial de l’Agència, l’ESA està treballant per mantenir l’entorn orbital comercialment i científicament vital de la Terra tan lliure de residus com sigui possible i per ser pioner en un enfocament ecològic a activitats espacials.

L’ESA és la primera agència espacial que adopta l’ambiciós objectiu d’invertir la contribució d’Europa a les deixalles espacials l’any 2030, abordant directament el problema de les deixalles espacials avançant en la tecnologia necessària per mantenir un entorn espacial net. L’ESA ha iniciat el primera missió activa d’eliminació de runes es llançarà l’any 2025 per demostrar la capacitat d’eliminar els residus d’una òrbita a 700 km.

Però a mesura que s’apunta l’era del “Nou Espai” i comencen a llançar-se grans constel·lacions que comprenen milers de satèl·lits, cal fer molt més per garantir que l’entorn espacial de la Terra s’utilitzi de manera sostenible per a les generacions futures.

L’ESA accelera la protecció de la nostra inversió espacial

La situació actual requereix una nova tecnologia que permeti als reguladors considerar una implementació sistemàtica de polítiques de zero residus. Cal forjar una nova capacitat comercial europea per oferir innovadors serveis en òrbita, com ara repostar, renovar i allargar la vida útil de les missions existents. Això conduirà a una “economia circular” a l’espai.

Per garantir un accés segur a l’espai, la informació de posició d’alta precisió de tots els objectes orbitals ha d’estar disponible i s’ha d’implementar una coordinació automatitzada entre els operadors de naus espacials. Es requerirà una tecnologia nova per a aquests passos ambiciosos, que es proposen com a part de la nova ‘Protegeix’ l’accelerador, un dels tres que s’estan definint actualment per ajudar a donar forma al futur d’Europa a l’espai.

La tecnologia espacial, i la multitud d’aplicacions que se’n deriven, és vital per a l’economia europea. Garantir la seguretat de la nostra infraestructura i inversions espacials i, per tant, l’ús independent de l’espai per part d’Europa, és vital per salvaguardar les empreses, les economies i, en definitiva, la nostra forma de vida.