Ein Satellit im Orbit, mit vier Sonnenkollektoren und der Erde dahinter. janiecbros / iStock
Was hoch geht, muss runter.
Oder sollte es zumindest für Satelliten sein.
Ein Forscherteam hat eine Analyse durchgeführt, in der untersucht wurde, wie Satelliten wieder in die Erdatmosphäre eintreten und verglühen, einschließlich der Fälle, in denen Teile von ihnen überleben, um den Planeten zu treffen, und festgestellt, dass das "Unfallrisiko" einen kritischen Schwellenwert überschreitet, soeine Studie, die kürzlich auf geteilt wurdeein Pre-Print-Server.
Der Begriff "Unfallrisiko" bedeutet nicht buchstäblich, dass Menschen von fallenden Satelliten zerschmettert werden, aber es besteht ein zunehmendes Risiko von Satellitenkollisionen, die zukünftige Orbitalmissionen verhindern oder sogar zu einer Katastrophe führen könnten. Und Satelliten verlassen die Umlaufbahnohne Kontrolle könnte eine Gefahr für Eigentum oder das Wohlergehen einiger Personen an der Oberfläche darstellen.
Mit anderen Worten, es ist an der Zeit, die Art und Weise, wie wir Satelliten entsorgen, zu überdenken.
Satelliten in höheren Umlaufbahnen können die Mond- und Sonnengravitation für den Wiedereintritt nutzen
Die Anzahl der von Menschenhand geschaffenen Satelliten, die von staatlichen und privaten Einrichtungen gestartet wurden, hat seit Anfang der zwanziger Jahre exponentiell zugenommen, und das anhaltende Wachstum wichtiger Weltraumaktivitäten von SpaceX, Blue Origin, NASA und vielen anderen hat eine"systematische Überlastung bestimmter Orbitalregionen um die Erde", so die Studie. Die beiden am dichtesten besiedelten Orbitalregionen sind die geosynchrone Umlaufbahn GSO und die erdnahe Umlaufbahn LEO. Letztere ist eine entscheidende Region, da sieermöglicht eine vergleichsweise kostengünstige Zugänglichkeit für Satellitenoperationen wie Fernerkundung, Erdbeobachtung und Telekommunikation.
Im Gegensatz dazu bietet die GSO-Region Wettervorhersagen, Fernsehübertragungen und weltweite Kommunikation da sich kein einzelner LEO-Satellit zu jeder Zeit in derselben relativen Position über der Erde befindet.Erhöhung der Anzahl inaktiver Satelliten, die sich noch im Orbit befinden. Normalerweise werden die in LEO über den natürlichen Wiedereintritt in die Atmosphäre entsorgt, da der Luftwiderstand ausreicht, um sie in relativ kurzen Zeiträumen ohne zusätzlichen Boost auf eine Endflugbahn zu verlangsamen.
Allerdings erfordern Satelliten mit GSO, mittlerer Erdumlaufbahn MEO oder hochelliptischer Umlaufbahn HEO komplexere Strategien zum Deorbiting.Die Forscher schlagen jedoch vor, dass diese höher umlaufenden Satelliten in MEO- und HEO-Regionen in eine Region gebracht werden sollten, in der "lunisolare Gravitationsstörungen" eine langfristige Flugbahn erzeugen können, die die Satelliten letztendlich in einen natürlichen Wiedereintrittsvektor schickt.frühere Studien haben diese Möglichkeit analysiert, aber der destruktive Wiedereintritt impliziert die Notwendigkeit, das "Unfallrisiko" jedes Raumfahrzeugs zu bewerten, das die Forscher mit einer Software namens "Phoenix" untersuchten.
Design-for-demise-Orbitalphilosophie
"Phoenix ist ein objektorientierter Code, der den Wiedereintritt und den Untergang von Raumfahrzeugkonfigurationen analysiert, indem er sie als Kombination elementar geformter Objekte z. B. Kisten, Kugeln, flache Platten, Scheiben und Zylinder darstellt" lesen Sie die Studie. Berechnen das Unfallrisiko am Boden, die Wissenschaftler kombinierten das Unfallgebiet die Region, in der der Satellit auseinanderbricht und seine Bestandteile sich auflösen oder zerstreuen, die Lande- oder Aufprall-Orte und einen Datensatz mit Bevölkerungszentren, der als Gridded Population of the World bezeichnet wird GPW. Die Phoenix-Software berücksichtigt neben den Materialeigenschaften auch feinere Details, wie die Aufbruchbedingungen und die Höhe, in der Solarmodule zerstört werden.
Die Ergebnisse der Wissenschaftler zeigten, dass in keinem Fall der analysierten GSO-Trajektorien die Unfallrisiken der von den Risikovorschriften geforderten 10^-4-Zahl entsprachen, was "die Anwendung von Design-for-Demise-Techniken oder kontrollierte und halb-kontrollierte Wiedereintritte wären notwendig, um die Entsorgung von GSO-Satelliten durch Wiedereintritt zu ermöglichen."potenzielle Anlandung. Aber mit der weiteren Expansion der großen Satellitennetzwerke mit beispielloser Geschwindigkeit und mehr Raumstationen, die in die Umlaufbahn gelangen, und einer neuen WeltraumtourismusDie Notwendigkeit, Satelliten verantwortungsvoll zu konstruieren, um das Risiko von Kollisionen zu minimieren, nimmt Gestalt an und wird für eine nachhaltige menschliche und technologische Präsenz im Orbit von größter Bedeutung sein.