De Beeldmateriaal van de omlijsting/Shutterstock
De kans dat iemand wordt gedood door ruimtejunk die uit de lucht valt, lijkt misschien belachelijk klein. Er is immers nog niemand gestorven door zo’n ongeval, hoewel er gevallen zijn geweest van verwondingen en schade aan eigendommen. Maar aangezien we een toenemend aantal satellieten, raketten en sondes in de ruimte lanceren, moeten we het risico dan niet serieuzer gaan nemen?
Een nieuwe studie, gepubliceerd in Nature Astronomy, heeft een schatting gemaakt van de kans op dodelijke ongelukken door vallende raketonderdelen in de komende tien jaar.
Elke minuut van elke dag regent puin vanuit de ruimte op ons neer – een gevaar waar we ons bijna niet bewust van zijn. De microscopisch kleine deeltjes van asteroïden en kometen dwarrelen door de atmosfeer naar beneden om zich ongemerkt op het aardoppervlak te nestelen – bij elkaar opgeteld zo’n 40.000 ton stof per jaar.
Hoewel dit voor ons geen probleem is, kunnen dergelijke brokstukken wel schade toebrengen aan ruimtetuigen – zoals onlangs werd gemeld voor de James Webb ruimtetelescoop. Af en toe komt er een groter monster aan in de vorm van een meteoriet, en misschien eens in de 100 jaar of zo, slaagt een lichaam van tientallen meters doorsnee erin om door de atmosfeer te dringen en een krater te graven.
En – gelukkig zeer zelden – kunnen kilometersgrote objecten het oppervlak bereiken en dood en verderf zaaien – zoals blijkt uit het ontbreken van dinosaurussen die vandaag de dag op aarde rondzwerven. Dit zijn voorbeelden van natuurlijk ruimtepuin, waarvan de ongecontroleerde aankomst onvoorspelbaar is en min of meer gelijkmatig over de aardbol is verspreid.
De nieuwe studie onderzocht echter de ongecontroleerde aankomst van kunstmatig ruimtepuin, zoals gebruikte rakettrappen, in verband met raketlanceringen en satellieten. Met behulp van wiskundige modellen van de hellingen en banen van raketonderdelen in de ruimte en de bevolkingsdichtheid daaronder, alsmede 30 jaar satellietgegevens uit het verleden, hebben de auteurs geschat waar raketpuin en andere stukken ruimteafval terechtkomen wanneer zij op aarde terugvallen.
Zij ontdekten dat er een klein, maar significant, risico bestaat dat stukken in het komende decennium opnieuw zullen landen. Maar de kans dat dit gebeurt is groter boven zuidelijke dan noordelijke breedtegraden. In feite schatte de studie dat raketlichamen ongeveer drie keer meer kans hebben om te landen op de breedtegraden van Jakarta in Indonesië, Dhaka in Bangladesh of Lagos in Nigeria dan die van New York in de VS, Peking in China of Moskou in Rusland.
De auteurs berekenden ook een “slachtofferverwachting” – het risico voor mensenlevens – voor de komende tien jaar als gevolg van ongecontroleerde raket-terugkomsten. Uitgaande van de veronderstelling dat elke terugkeer dodelijke brokstukken verspreidt over een gebied van tien vierkante meter, kwamen zij tot de bevinding dat er een kans is van gemiddeld 10% op een of meer slachtoffers in de komende tien jaar.
Tot op heden werd de mogelijkheid dat brokstukken van satellieten en raketten schade veroorzaken aan het aardoppervlak (of in de atmosfeer aan het luchtverkeer) als verwaarloosbaar beschouwd. De meeste studies naar dergelijke ruimtepuin hebben zich geconcentreerd op het risico dat in een baan om de aarde wordt veroorzaakt door satellieten die uit de roulatie zijn en die de veilige werking van functionerende satellieten kunnen belemmeren. Ongebruikte brandstof en batterijen leiden ook tot explosies in een baan om de aarde die extra afval veroorzaken.
Maar naarmate het aantal nieuwkomers in de raketlanceringsbranche toeneemt – en verschuift van de overheid naar particuliere ondernemingen – is het zeer waarschijnlijk dat het aantal ongevallen, zowel in de ruimte als op aarde, zoals dat na de lancering van de Chinese Long March 5b, ook zal toenemen. De nieuwe studie waarschuwt dat het cijfer van 10% daarom een voorzichtige schatting is.
Wat kan er worden gedaan?
Er zijn een aantal technologieën die het volledig mogelijk maken om de terugkeer van brokstukken te controleren, maar ze zijn duur om te implementeren. Ruimtetuigen kunnen bijvoorbeeld worden “gepassiveerd”, waarbij ongebruikte energie (zoals brandstof of batterijen) wordt verbruikt in plaats van opgeslagen zodra de levensduur van het ruimteschip is beëindigd.
De keuze van de baan voor een satelliet kan ook de kans op het produceren van brokstukken verminderen. Een ter ziele gegane satelliet kan worden geprogrammeerd om naar een lage baan om de aarde te gaan, waar hij zal opbranden.
Saudische ambtenaren inspecteren een gecrashte module in januari 2001.
wikipedia
Er zijn ook pogingen om herbruikbare raketten te lanceren, die bijvoorbeeld SpaceX heeft gedemonstreerd en Blue Origin aan het ontwikkelen is. Deze creëren veel minder puin, hoewel er wel wat van verf en metaalsplinters zal zijn, omdat ze gecontroleerd terugkeren naar de aarde.
Veel agentschappen nemen de risico’s wel serieus. Het Europees Ruimte-Agentschap plant een missie om te proberen ruimtepuin te vangen en te verwijderen met een vierarmige robot. De VN heeft via haar Office of Outer Space Affairs in 2010 een reeks richtsnoeren voor het beperken van ruimtepuin uitgebracht, die in 2018 zijn aangescherpt. Zoals de auteurs achter de nieuwe studie echter opmerken, zijn dit richtsnoeren, geen internationale wetgeving, en geven ze geen specifieke aanwijzingen over hoe mitigatieactiviteiten moeten worden uitgevoerd of gecontroleerd.
De studie stelt dat de voortschrijdende technologieën en meer doordachte missieontwerpen de snelheid van ongecontroleerde terugkeer van ruimteschip brokstukken zou verminderen, waardoor het risico over de hele wereld zou afnemen. De studie stelt dat “ongecontroleerde terugkeer van raketlichamen een probleem van collectieve actie is; er bestaan oplossingen, maar elke lancerende staat moet ze aannemen”.
Een verplichting voor regeringen om gezamenlijk op te treden is niet ongekend, zoals blijkt uit de overeenkomst om chloorfluorkoolwaterstoffen die de ozonlaag vernietigen te verbieden. Maar helaas is er voor dit soort actie meestal een belangrijke gebeurtenis met aanzienlijke gevolgen voor het noordelijk halfrond nodig voordat actie wordt ondernomen. En veranderingen in internationale protocollen en verdragen kosten tijd.
Over vijf jaar is het 70 jaar geleden dat de eerste satelliet in de ruimte werd gelanceerd. Het zou een passende viering van die gebeurtenis zijn als deze zou kunnen worden gemarkeerd door een versterkt en verplicht internationaal verdrag over ruimtepuin, geratificeerd door alle VN-staten. Uiteindelijk zouden alle naties baat hebben bij zo’n overeenkomst.
Monica Grady ontvangt financiering van STFC en de UK Space Agency. Naast hoogleraar planetaire en saunawetenschappen aan de Open Universiteit, is ze rector aan de Liverpool Hope University en Senior Research Fellow aan het Natural History Museum. Volg haar op twitter @MonicaGrady
