Informe 2021 sobre l’entorn espacial de l’ESA

El 2002 es va fer un pas important per crear algunes regles per a les nostres carreteres espacials. El Comitè interinstitucional de coordinació de deixalles (IADC) va publicar les Directrius de mitigació de deixalles espacials, que des de llavors han servit de base per a la política espacial, la legislació nacional i les normes tècniques.

Les mesures de mitigació descrites a les directrius estableixen com els “actors espacials” han de dissenyar, volar i disposar de manera vital les seves missions per evitar la creació de residus. Inclouen “passivació”; assegurar-se que no es deixi combustible explosiu a bord al final de la vida de la missió, realitzar “maniobres d’evitació de col·lisions” per evitar accidents a l’espai i el requisit de retirar les naus espacials de l’òrbita terrestre baixa en els 25 anys posteriors al final de la seva vida , entre altres.

Llavors, com de bé va la comunitat internacional? Cada any, l’ESA publica el seu Informe del medi ambient espacial per donar una visió general transparent de les activitats espacials globals, estimar l’impacte d’aquestes activitats sobre el medi ambient i determinar fins a quin punt les mesures internacionals de reducció de deixalles milloren la sostenibilitat a llarg termini del vol espacial.

En resum

• El nostre comportament actual a l’espai és insostenible. Si continuem tal com som, el nombre d’objectes en òrbita dificultarà la seva operació amb seguretat a l’espai.
• La quantitat d’objectes a l’espai; incloent la seva massa combinada i la seva àrea combinada, augmenta constantment.
• La millora de les tecnologies de vigilància en les darreres dècades fa que es puguin rastrejar i catalogar objectes de residus més petits. Tot i que coneixem quantitats importants de deixalles, no podem necessàriament remuntar-nos als esdeveniments que els van crear.
• El tipus d’objectes llançats a l’òrbita baixa de la Terra estan canviant: de mitjana, els satèl·lits cada cop són més petits i sovint es llancen a grans constel·lacions de milers de satèl·lits.
• De mitjana, durant les dues darreres dècades, cada any s’han produït 12,5 esdeveniments no deliberats i creadors de deixalles.
• La immensa majoria de cossos i missions de coets a gran altitud, en “òrbita geoestacionària”, estan sent eliminats de manera sostenible.
• Els comportaments en òrbita baixa de la Terra no canvien prou ràpidament: més de la meitat dels operadors que volen a aquesta important altitud no fan cap intent de disposar de les seves missions de manera sostenible.

Estem llançant més que mai

Amb cada mesura, la quantitat de deixalles en òrbita augmenta, des del nombre d’objectes llançats fins a la seva massa global i l’àrea que ocupen. Una sèrie d’objectes no identificats “IU” també han aparegut en els darrers anys. Aquests objectes no són necessàriament nous a l’espai, però només els podem observar recentment. A causa del temps transcorregut entre la seva creació i la nostra observació, és difícil rastrejar els seus orígens fins a un punt concret “.esdeveniment de fragmentació”.

[PL = Payload (the “cargo”: usually one or many satellites that a rocket launches to space); PF = Payload Fragmentation Debris; PD = Payload Debris; PM = Payload Mission Related Object; RB = Rocket Body; RF = Rocket Fragmentation Debris; RD = Rocket Debris; RM = Rocket Mission Related Object; UI = Unidentified.]

Satèl·lits comercials-coet en òrbita baixa de la Terra

En els darrers dos anys, n’hi ha hagut un enorme augment en el nombre de satèl·lits comercials llançats a l’espai proper a la Terra.

Molts d’aquests satèl·lits s’estan llançant a grans constel·lacions per proporcionar serveis de comunicació a tot el món. Tot i que aporten grans beneficis, suposen un repte per a la sostenibilitat a llarg termini.

La forma canviant de les missions espacials

Les primeres dècades de vols espacials van llançar grans missions cap a una òrbita propera a la Terra, amb més de la meitat que pesaven més de 1000 kg.

Avui en dia, aquests objectes són una petita fracció de les missions llançades a l’espai, sent la gran majoria satèl·lits més petits que pesen entre 100 i 1000 kg.

Els operadors espacials propers no fan prou

En l’òrbita baixa de la Terra, alguns objectes “naturals” cremar-se amb seguretat a l’atmosfera sense intervenció. No obstant això, molts altres han de ser maniobrats per protegir-se des del terra.

Més de la meitat dels actors espacials que operen aquestes últimes missions “no conformes” no fan cap intent de disposar de manera sostenible de les seves missions. Les xifres milloren gradualment, però no és prou ràpid.

Ara els coets fan la seva feina de manera responsable

Una de les històries més positives sobre la mitigació de les deixalles s’ha desenvolupat en els darrers 20 anys, ja que els cossos de coets –els objectes més grans que enviem a l’espai– són gairebé tots eliminats de manera sostenible en comparació amb menys del 20% al final del mil·lenni.

Això es deu al fet que ara hi ha més coets “Reentrada controlada” a l’atmosfera terrestre.

Lluny, els satèl·lits s’eliminen de manera responsable

A gran altitud (en l’òrbita geoestacionària, principalment utilitzada per a satèl·lits de comunicació), gairebé tots els actors espacials intenten netejar de manera sostenible les seves missions de l’òrbita, i la gran majoria ho fan amb èxit.

Aquesta regió s’ha comercialitzat molt, cosa que significa que hi ha incentius financers clars per mantenir aquesta important regió lliure de residus i segura per a les missions actuals i futures.

El nostre passat és explosiu

Els milions de fragments de runa en òrbita actuals són el resultat directe dels «esdeveniments de fragmentació» del passat. Dels aproximadament 550 esdeveniments coneguts fins ara, els causats per la propulsió han creat la major quantitat de deixalles espacials.

L’energia que queda sense disposar a bord d’un cos de satèl·lit o de coet pot provocar explosions. Per aquest motiu, les directrius internacionals de mitigació de deixalles espacials requereixen que els satèl·lits siguin “passivats” al final de la seva missió, per exemple buidant els dipòsits de combustible i desconnectant les bateries.

Durant les darreres dues dècades, el nombre mitjà d’esdeveniments de fragmentació s’ha mantingut estable, aproximadament a 12,5 per any. Depenent del tipus d’esdeveniment que es compti, aquest nombre pot arribar a ser de 0,3 esdeveniments a l’any; si es té en compte la vida útil dels residus creats i s’exclouen esdeveniments inexplicables i «sistemàtics» (on es coneixia la causa del problema i es podria haver evitat). Això suggereix que molts esdeveniments creadors de deixalles amb un gran impacte ambiental encara es produeixen en part a causa de la reutilització d’un disseny amb problemes coneguts. Amb l’acció adequada, es podria reduir dràsticament el nombre d’esdeveniments cada any.

El nostre futur podria ser trencador

Aquesta trama mostra objectes de runa prou grans com per ser rastrejats des del terra que una hipotètica missió es trobaria a diverses altituds i d’on provenien. Una gran proporció d’objectes de runa en òrbita avui en dia són només un parell de “esdeveniments de fragmentació”, és a dir, la famosa col·lisió entre els satèl·lits Cosmos-2251 i Iridium 33 el 2009 que va crear un enorme núvol de deixalles, així com diversos residus relacionats amb els coets i l’explosió intencionada de Fengyun 1C el 2007. A altituds més baixes, el nostre satèl·lit fictici sovint es trobaria amb satèl·lits i constel·lacions més petites que cal coordinar.

Una solució vital és assegurar-se que els satèl·lits funcionals puguin evitar la col·lisió amb les deixalles que es creuen al seu pas. El procés de “desviar” un satèl·lit fora de les deixalles requereix molt de temps però és vital, i l’ESA està treballant en un sistema automatitzat que garanteixi que l’evitació de col·lisions sigui pràctic ja que el nombre de satèl·lits en òrbita continua augmentant ràpidament.

Feu clic aquí per llegir l’informe complet.