Ja, ruimtevervuiling is een belangrijk probleem, ook voor ons op aarde

Beeld: NASA

Deze factcheck is gemaakt door studenten journalistiek van de KU Leuven in samenwerking met de Eos-redactie en verscheen ook op het  platform factcheck.vlaanderen.

Eind april kregen astronauten van de Space X Crew 2-missie, onderweg naar het ISS, de melding om zich voor te bereiden op een mogelijke botsing met ruimtepuin. Dat bleek vals alarm. Maar gelijkaardige situaties zullen zich door de groeiende ruimtevervuiling steeds vaker voordoen. Het Space Debris Office van het European Space Agency schat de hoeveelheid ruimtepuin in verschillende banen rond de aarde op 34 000 objecten groter dan tien centimeter, 900 000 objecten tussen een en tien centimeter en 128 miljoen deeltjes kleiner dan een centimeter. Vooral de objecten kleiner dan enkele centimeters vormen een gevaar. Die zijn namelijk moeilijk traceerbaar en verschijnen daardoor laat op de radars. ‘Soms merken we een stuk puin te laat op omdat dit te klein is, ronddraait of te plat naar ons gericht is om genoeg licht te weerkaatsen,’ verklaart Frank De Winne. Hij is de enige Belg die ooit aan boord was van het ISS en is tegenwoordig onder meer hoofd van het ISS-programma bij ESA.

Bovendien mag de impact van kleine stukken puin niet onderschat worden. ‘Bij ruimteobjecten moet rekening gehouden worden met de kinetische energie. Hierbij is massa een factor, maar de relatieve snelheden van objecten zijn belangrijker. Zo kunnen kleine objecten enorme schade berokkenen. Een kleine schroef kan met de juiste snelheid een satelliet beschadigen’ licht Ward Munters, expert in ruimtepuin en -recht aan de KU Leuven, toe. Dat werd recent nog maar eens duidelijk. Tijdens een inspectie op 12 mei werd in de Canadarm2 robotarm van het ISS een gaatje van enkele centimeters  opgemerkt , veroorzaakt door ruimtepuin. Hoe groot de schade exact is en van waar dat stukje puin afkomstig was, is nog niet geweten. Maar tal van ruimteorganisaties, zoals de directeur van het Canadese Space Agency, gebruikten het voorval om te wijzen op de toenemende gevaren van ruimtevervuiling.

Wanneer naderende stukken puin wel opgemerkt worden, gaan een aantal procedures van kracht in het ruimtestation ISS. ‘Afhankelijk van de positie van het stuk ten opzichte van het ruimtestation wordt louter gemonitord of een ‘debris avoidance’ manoeuvre moet worden uitgevoerd’ legt Frank De Winne uit. ‘In gevallen waarbij het puin binnen de veilige ruimte rondom het ISS zou treden, past het station haar baan aan. Maar wanneer het traject van het stuk puin moeilijk voorspelbaar is of wanneer het stuk te laat opgemerkt wordt, moet de bemanning schuilen in de Sojoez ruimtecapsules die in het ergste geval kunnen dienen als reddingsbootjes. Ook alle luiken van het ruimtestation worden gesloten zodat enkel de module die geraakt wordt de impact van de botsing ondervindt.’

‘Bovendien is het ruimtestation uitgerust met zware schilden rond de meest essentiële onderdelen, zoals de bewoonde segmenten’ vult Ward Munters aan. ‘Daardoor kunnen die segmenten puin met een diameter tot een centimeter weerstaan.’

Commerciële ruimtevaart zorgt voor groter gevaar

Tegenwoordig zijn er ook commerciële bedrijven die in grote getale satellieten de ruimte insturen of, zoals SpaceX, zelfs bemande vluchten organiseren. Dat baart de klassieke spelers zorgen. NASA uitte recent openlijk haar bezorgdheid omtrent het commerciële project van AST & Science. Dat bedrijf is van plan om 243 enorm grote satellieten in een baan om de aarde te brengen. Volgens NASA kunnen die botsen met haar eigen satellieten. Frank De Winne deelt ESA die bezorgdheid. ‘Die ligt niet zozeer bij het ISS, wel bij alle nuttige satellieten. We zijn vandaag heel afhankelijk van de ruimtevaartinfrastructuur in onze wereld, denk maar aan de navigatie, observatie en telecommunicatie waar iedereen gebruik van maakt. Satellieten die deze diensten mogelijk maken, lopen steeds meer gevaar.’ Zoals de zaken er nu voorstaan, voorspelt ESA dat botsingen tussen puin en actieve satellieten explosies – kleine ontploffingen aan boord van ruimtevaartuigen en raketten -  zullen inhalen als de dominante bron van vervuiling. De duizenden satellieten die commerciële bedrijven de ruimte inschieten, vergroten dus de kans op problemen bij de diensten van NASA en ESA. En daar zou ook op aarde iedereen last van ondervinden.

Het Kessler syndroom vs. ‘Gravity’

In het worstcasescenario zouden delen van de ruimte zelfs onbruikbaar kunnen worden voor satellieten. In de film Gravity (2013) wordt een spionagesatelliet neergeschoten. Dat zorgt voor een grote hoeveelheid puin die razendsnel door de ruimte reist en door een kettingreactie aan botsingen, onder andere met het ISS, steeds groter wordt. De film toont een effect dat bekendstaat als het Kesslersyndroom. Dat is een theorie waarin de dichtheid van objecten in een baan om de aarde zodanig hoog wordt dat botsingen tussen objecten een kettingreactie zouden veroorzaken. Daarbij genereert elke botsing nieuw ruimtepuin en wordt de kans op meer botsingen steeds groter.

Voor Ward Munters is er een belangrijk verschil tussen het Kesslersyndroom en het scenario van Gravity. ‘Het klassieke Kesslersyndroom is een proces dat decennialang, misschien zelf eeuwenlang, zou duren.  De snelheid waarmee dat in de film gebeurt is dus totaal onrealistisch.’ Munters ziet wel een andere waarschuwing in Gravity. ‘We gaan er altijd vanuit dat het in de ruimte vredevol blijft. Maar elke satelliet heeft wel een militaire waarde en kan dus een doelwit vormen in een oorlogssituatie. Bewuste ontploffingen kunnen zorgen voor een onvoorstelbare ramp die. Dan kom je wel in de buurt van een Gravity-scenario.’

Oplossing bij regelgeving en opruiming

Er bestaan op dit moment zowel voor ruimteverkeer als voor ruimtewapens amper regels die de rampscenario’s in de toekomst kunnen doen voorkomen. Ward Munters is recent als expert betrokken bij een pilootproject van de Europese Unie rond space traffic management en staat zo dicht bij het beleid rond ruimtepuin. ‘Er lopen wel internationale onderhandelingen over bijvoorbeeld ruimteverkeer, maar die verlopen zeer stroef. En de onderhandelingen over wapengebruik in de ruimte zijn zelfs volledig vastgelopen. Daar is de situatie te vergelijken met die van kernwapens. De geopolitieke situatie geeft voorlopig een evenwicht, maar het is vooral hopen dat er niets gebeurt. We hebben dus nood aan regelgeving of een centrale instelling. Het pilootproject waar ik bij betrokken ben, zoekt uit hoe de EU daar op wereldtoneel een rol in kan spelen.’

Ook Frank De Winne ziet de oplossing in internationale samenwerking en regelgeving. ‘Ruimtepuin is een reëel probleem en we zouden toch moeten leren uit het verleden, kijk naar watervervuiling en klimaatverandering. We moeten zorgen voor meer regelgeving voordat zich echt een probleem voordoet. De wetenschap onderschrijft het probleem, maar wetgeving is aan de politiek.’

In afwachting van regelgeving richt de wetenschap zich op projecten die puin kunnen opruimen. ‘Het ESA steunt nu een programma, CleanSpace, dat onderzoekt of we het afval rond onze planeet kunnen gaat opruimen,’ aldus De Winne. ‘Het is belangrijk dat een agentschap van een grote mogendheid zoals Europa daar vooruitgang in boekt. Zo plaatsen we het op de internationale agenda, want het is natuurlijk een wereldwijd probleem.’

Conclusie

Het groeiend aantal satellieten en ruimtepuin vergroot de kans op botsingen. Dankzij grondige veiligheidsmechanismen loopt het het ISS relatief weinig gevaar. Wel is het zo dat satellieten die door contact met de kleinste stukken puin onbruikbaar kunnen worden. Ruimtevervuiling is dus wel degelijk een bedreiging voor de bruikbaarheid van de ruimte en de diensten die satellieten ons aanbieden.

Referenties

• ‘Space debris by the numbers’, European Space Agency, 8/01/2021
• ‘The current state of space debris’, European Space Agency, 12/10/2020
• ‘The Kessler Effect and how to stop it’, European Space Agency
• ‘Unscheduled ISS orbit correction’, Roskosmos, 3/07/2020
• Officiële brief NASA aan U.S. Federal Communications Commission, 29/10/2020