211service.com
Hoe een breder net te werpen voor het volgen van ruimteafval?
mevrouw Tech | Puin: Getty; Aarde: NASA
Ruimteafval zal niet snel verdwijnen - en de problemen die het veroorzaakt ook niet. We zijn klaar om elk jaar meer satellietlanceringen te zien, wat betekent dat er meer raketten en ruimtevaartuigen losraken en rondvliegend met meer dan 22.000 mph . Bij die snelheden kan zelfs een object van slechts een paar centimeter lang een satelliet onmiddellijk vernietigen en nog meer puin door de ruimte sturen.
Hoe ga je hiermee om? U kunt krachtige lasers gebruiken om de afstand van deze objecten te meten, zoals radar of sonar. Een laserstraal raakt het puin in een baan om de aarde en kaatst terug naar de aarde, en grondpersoneel kan meten hoe lang dat duurt om erachter te komen waar ze zijn en waar ze naartoe gaan, en waarschuwt je voor mogelijke botsingen met andere objecten. Deze laserafstandstechniek is verre van een nieuwe praktijk voor het volgen van satellieten, maar met het volgen van ruimteschroot is de situatie anders, zegt Carolin Frueh, een astrodynamica-expert aan de Purdue University. Ruimteafval blijft niet in een stabiele baan. Het zal beginnen te tuimelen en potentieel snelle houdingsbewegingen oppikken, dus het is niet goed georiënteerd, zegt ze. Laserdetecties zullen meer willekeurig verschijnen dan bij satellieten, dus er zijn meer continue observaties nodig om echt te voorspellen waar het puin naartoe gaat.
Laserbereik geeft u alleen een locatievenster tot enkele duizenden kilometers ver. Voor betere voorspellingen kunnen puinvolgers ook de weerkaatsing van zonlicht van deze objecten meten, wat kan worden gebruikt om die vensters tot slechts enkele meters te verkleinen. Maar deze zonlichtreflecties kunnen alleen worden waargenomen rond zonsopgang of zonsondergang, wanneer de grondstations nog donker zijn maar de satellieten zelf verlicht zijn.
Een team van Europese onderzoekers denkt dit probleem eindelijk te hebben opgelost, volgens een nieuw artikel gepubliceerd in Nature Communications . Een team onder leiding van Michael Steindorfer, een ruimteschrootonderzoeker van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen, heeft een manier bedacht om ruimteschroot op klaarlichte dag te visualiseren tegen een blauwe hemelachtergrond. In plaats van zonlichtreflecties op de ouderwetse manier te meten, gebruikt de nieuwe daglichttechniek een gespecialiseerd filter, telescoop en camerasysteem om sterren aan de hemel te observeren bij daglicht (wanneer ze 10 keer moeilijker te zien zijn). Dit geeft je een achtergrond die contrasteert met de ruimteafval, die het licht helderder weerkaatst omdat ze dichter bij de aarde staan, zodat je niet langer hoeft te wachten tot de schemering of voor zonsopgang om zonlichtreflectiemetingen te krijgen. Daarnaast heeft het team nieuwe software ontworpen die voorspellingen van objectlocaties automatisch in realtime nauwkeuriger corrigeert dan eerdere systemen.
Het team testte dit nieuwe daglichtsysteem overdag op vier verschillende raketlichamen die door een baan om de aarde bewegen, iets minder dan 1.000 kilometer boven het aardoppervlak, waarbij ze hun locaties tot op een afstand van ongeveer een meter of zo nauwkeurig bepalen. Later valideerden ze het systeem door observaties van 40 andere objecten. Al met al denken de onderzoekers dat het nieuwe daglichtsysteem een laserafstandssysteem tussen 6 en 22 uur per dag nauwkeuriger kan maken, afhankelijk van het seizoen. Het zou voor een volgstation ruimschoots binnen de mogelijkheden moeten liggen om zo'n systeem op te zetten.
Lopende werkzaamheden
Sommige schattingen suggereren dat er 130 miljoen stukjes ruimteschroot in een baan om de aarde cirkelen.
NASA ODPO
Het uitvoeren van waarnemingen bij daglicht heeft echter zijn nadelen, en Steindorfer laat toe dat reflecties van andere objecten het volgen van puin gemakkelijk kunnen verstoren. Zowel de hardware als de software moeten in de loop van de tijd worden verbeterd om onnauwkeurige voorspellingen te verminderen, en Steindorfer stelt dat het hele systeem moet worden beschouwd als een continu werk in uitvoering. Frueh, die niet aan de nieuwe studie heeft meegewerkt, voegt er ook aan toe dat daglichttracking al mogelijk is met radar, en dat optische waarnemingen bij daglicht ook zijn gebruikt om de beweging van bijzonder helder puin te detecteren.
Maar het combineren van deze telescoopwaarnemingen met laserafstandsmetingen zorgt wel voor een aanzienlijke verbetering van de huidige nauwkeurigheid van gecatalogiseerde objecten, vooral in banen op grote hoogte, die niet door radar worden gevolgd, zegt Frueh. Ze waarschuwt dat het niet kan dienen als een allesomvattende oplossing voor het scannen van puin van alle groottes en hoogtes, maar zou moeten zorgen voor een ander handig hulpmiddel in de gereedschapsriem voor het opsporen van puin.
Steindorfer is natuurlijk optimistischer over de impact van het nieuwe daglichtsysteem. Hij is van mening dat het zou kunnen helpen bij het bevorderen van een beter georganiseerd netwerk van stations voor het volgen van puin over de hele wereld, die samenwerken op een manier die de orbitale voorspellingen aanzienlijk verbetert en betere waarschuwingen biedt voor mogelijke botsingen, of zelfs toekomstige missies voor het verwijderen van ruimteschroot informeert. Gezien hoe erg het ruimteafvalprobleem wordt, zijn nieuwe oplossingen op dit moment meer dan welkom.