international academy of astronautics
Welkom,
We zijn hier gekomen om de onmiddellijke omgeving van de aarde van dichtbij te bekijken. Zoals U misschien weet, zijn er de laatste tijd allerlei spannende dingen gebeurd in banen rond de aarde. We hebben het eerste element van het International Space Station (iss) zien aankomen; het eerste satellietnetwerk, de Iridium-constellatie, is net geïnstalleerd en een tijdje geleden vloog de eerste pc in de ruimte voorbij. Deze nieuwkomers behoren tot de categorie operational spacecraft, die slechts 5% van alle door mensen vervaardigde objecten in aardbanen omvat. Laten we deze glansrijke categorie voorlopig buiten beschouwing laten. De overige 95 % (losvliegend afval) is ons onderwerp voor vandaag.
We zijn de grens/interface ‘hemel' gepasseerd. We worden geconfronteerd met een hardware probleem. Ruimte-afval, de duizenden objecten die overblijven na eol (End of Life van een satelliet), vormt een bedreiging voor de machines die hierboven werken. Explosies en botsingen hebben zich al voorgedaan en zullen zich blijven voordoen. Zijn we geïnteresseerd? Met grote klappers als Iridium en iss voor handen, lijkt het geforceerd om bij de restjes stil te blijven staan. De risico's die satellieten lopen, om nog maar te zwijgen van de wereldbevolking, zijn in ieder geval vanaf de grond moeilijk waar te nemen. En het staat nog te bezien of het ruimte-afvalprobleem kan dienen als een verhelderende metafoor voor hardware en software toestanden op aarde. We hebben weinig houvast. Maar waarom vatten we deze vraagtekens niet op als een aansporing? Een blik op de grotere context, de habitat, van bovenstaande wonderbaarlijke technologieën kan onze discussies voeden. Geniet van Uw bezoek.
Indicaties van een milieu in verval
Door satellieten zal de aarde veranderen in een schone vredige totaliteit, precies zoals ze er vanuit de ruimte uitziet. Daarom is het een onaangename verrassing dat satellieten een bende maken van hun eigen omgeving. Dit komt door een nogal primitief mechanisme van afvalaccumulatie, het ophopen van dooie kunstmanen en rakettrappen. Het aantal kapotte kunstmatige objecten (> 1 cm3) in banen om de aarde wordt geschat op 100.000. Het is onaangenaam omdat de rotzooi de leefbaarheid van aardbanen doet afnemen. Begin december 1998 zag de bemanning van de ruimteveer Endeavor, op missie om te bouwen aan het International Space Station, op het laatste moment af van Extra Vehicular Activity, dat wil zeggen een ruimte-wandeling. Ze moest acht kilometer uitwijken om een brokstuk van een raket die de maand daarvoor gelanceerd was te vermijden. Inslagen in ruimtevaartuigen en meer dan zestig gebroken ramen van de Space Shuttle geven verder aan dat we de objecten stuk voor stuk als kandidaat-veroorzakers van botsingen moeten beschouwen. En het gevaar wordt alleen maar groter. Ten eerste, omdat er steeds meer satellieten geïnstalleerd worden en dus steeds meer toekomstig afval. Ten tweede, omdat het afval vaak in stukken breekt: één afgedankt apparaat levert soms wel 200 nieuwe objecten op. Op 15 februari 1998 ontplofte de eerste trap van de Meteor 2-16 in leo (Lower Earth Orbit), wat ervoor zorgde dat een Tsyklon derde trap in tachtig fragmenten uit elkaar spatte. Experts berekenden ontsnappings-snelheden van 15 m/s tot meer dan 250 m/s. We horen er bijna nooit over, maar kunstmanen zijn bezig hun eigen omgeving in een mijnenveld te veranderen.
Nu de ruimtewedloop gecommercialiseerd is
De satellieten-vloot breidt zich met grote snelheid uit. Ze is ook van eigenaar veranderd. In 1997 verdriedubbelde het aantal commerciële vrachten dat de ruimte inging in vergelijking met het jaar ervoor, en overtrof het de militaire en overheids-vrachten voor de eerste keer. Heerschappij van de privé-sector over aardbanen is in zicht. In de komende vijf jaar, zullen 860 commerciële satellieten de 650 nu operationele kunstmanen gezelschap komen houden. Redelijkerwijs zijn de commerciële spelers verplicht de beheersing van de hiermee gepaard gaande afvaltoename op zich te nemen. Het is een ongelukkige samenloop van omstandigheden dat de beschikbare oplossingen voor het ruimte-afvalprobleem, zoals dat nu bestaat, een verschrikkelijk scheve kosten-batenratio vertonen. Het opruimen van de rotzooi, dat wil zeggen het afval naar de aarde terugbrengen per Space Shuttle of Soyuz capsule, vereist extra missies. Wie gaat er voor een vuilnis-ophaal-vlucht? Iemand zin om zich op te offeren? Natuurlijk niet. Daarnaast kan er van reductie van het aantal werkende satellieten geen sprake zijn, niet voor ondernemers, en voor overheidsinstellingen ook niet. In haar Orbital Debris Quarterly News stelt nasa dat hoewel zich met deze commerciële netwerken geen fundamenteel nieuwe situatie voordoet, zou nalatigheid met betrekking tot verantwoordelijke procedures het ruimte-afvalmilieu kunnen verslechteren. Commerciële belangstelling voor verantwoordelijkheid is echter niet waarschijnlijk, niet wanneer die tot uitdrukking moet komen in zo'n kostbare en ouderwetse bedoening als een vuinisophaaldienst.
Dit gaat ons ver boven de pet
Ruimte-afval is een vreemd fenomeen. Na een paar doelloze jaren in een baan om de aarde, landde de Salyut 7/Cosmos 1686 in 1996 in Ghana. Ik heb een foto gezien van twee Ghanese mannen en een jongetje die midden in de nacht over het verweerde ruimteschip gebogen staan. Dit soort atmospheric re-entries without burn-up deden zich ook voor in 1979, toen een Skylab-module neerkwam op het Australische platteland, en in 1995 toen de Cosmos 398 in de Stille Zuidzee plonsde. Ruimte-afval is ook vreemd in een meer abstracte zin: het heeft zo goed als niets met ons te maken. Ontploffingen, botsingen en de satelliet-storingen die ze veroorzaken gaan normaal gesproken onopgemerkt voorbij. En als we er wel wat van zouden merken, dan nog zou het onze zaak niet zijn. Wij zijn consumenten van satellietsignalen, complicaties in het productieproces zijn het probleem van de aanbieder. Het komt erop neer dat de bewoners van de aarde niets te zoeken hebben in de omgeving van die planeet. usspacecom (United States Space Command) heeft het meeste van de bestaande informatie over de trajecten van objecten in aardbanen beschikbaar gesteld voor het grote publiek. Wat ze niet leveren is een bijgaand publiek belang. Waarom zouden ze? Het publiek heeft zijn handen al vol aan het bewonderen van magische nieuwe apparaten.
Geen probleem
Euroskyway, Teledesic, Cyberstar, Motorola en andere eigenaars van ruimtesystemen zijn zeker niet van plan in paniek te raken. Voor ondernemers bestaan er geen structurele problemen. Bovendien zit er een beschamend primitief luchtje aan ruimte-afval. Het laat de buitensporige accumulatie van satellieten rond de aarde ook primitief lijken. Dus doen bedrijven een beroep op alle mogelijke argumenten om aan te tonen dat ruimte-afval helemaal geen probleem is. Wist je dat aardbanen door de natuur worden schoongemaakt?! Objecten die met rust worden gelaten volgen ‘vervallende' banen, wat betekent dat ze vroeg of laat in de aardse atmosfeer terechtkomen en daar verbranden. Van de 24.000 objecten (> 1 cm3) die de afgelopen decennia gesignaleerd zijn, zijn er 15.800 al weer verdwenen. Het komt alleen maar door de recente bloei van de satellietbranche, dat we nu een voorbijgaande afvalhausse meemaken. Bovendien, als er wel een probleem is, dan is een oplossing in het belang van satellieteigenaars, dus maak je geen zorgen, ze laten de situatie heus niet uit de hand lopen. Bedrijven als Pioneer Rocket Plane en Rotary Rocket werken aan innovatieve raketten: binnen afzienbare tijd zullen goedkope, duurzame raketten de dure, smerige wegwerpprojectielen van het Koude-Oorlogtijdperk overbodig maken. Een satelliet vervangen zal een kwestie zijn van het verwisselen van een gloeilamp. Vernieuwende technologie heeft zich al eerder bewezen als het ideale middel tegen pijnlijke oproepen tot limits to growth.
Is dit een noodgeval?
Een massale satelliet-breakdown bestaat alleen maar als voorspelling, zo'n fantasie geeft ons niets tastbaars. Het beeld straalt verleidelijk, dan steek je je hand uit en grijp je in de lucht. Niet dat er gebrek is aan voorproefjes van rampen. Op 24 juli 1996, om 9:48 ut (Universele Tijd), werd er een botsing geobserveerd tussen de operationele Franse microsat Cérise en een fragment van een Ariane 1 raket. En begin 1998 verloren ambulances in Los Angeles contact met de meldkamer door een storing in de communicatie-satelliet Galaxy iv (oorzaak onbekend). Maar deze gevaarbevestigende voorvallen hadden teleurstellend overzienbare gevolgen. De Fransen kregen de Cérise in no time weer aan de praat, en het la eerste-hulpteam was binnen 8 uur weer in staat van paraatheid. We kunnen natuurlijk uitwijken naar metaforische tekens van naderend onheil, maar dat levert nog hollere beloften op. De naam van het splinternieuwe Iridium-netwerk (66 satellieten) verwijst naar het element dat voornamelijk te vinden is in de overblijfselen van meteoren. De aanwezigheid ervan op aarde is bewijs voor de theorie dat de dinosaurussen uitstierven als gevolg van een meteoorinslag. Als je vervolgens de slogan leest: it's hard to imagine how far IRIDIUM WILL TAKE YOU..., dan krijg je een beeld. Wat doe je dan: sidderen? grijnzen? Aan eschatologische speculatie valt weinig eer te behalen. Dus misschien moet ruimte-afval wel helemaal niet met rampen geassocieerd worden, en heeft het meer weg van een irritante kwaal. Het zou verholpen kunnen worden door de satellietvloot in te krimpen, dat wil zeggen, door een ander organisatieprincipe toe te passen dan het huidige tegen elkaar opbieden met steeds grotere en grotere constellaties. Wist je dat je theoretisch maar drie satellieten nodig hebt om de hele aarde binnen bereik te krijgen?
Dit klinkt allemaal zo industrieel-tijdperk-achtig
Het probleem met ruimte-afval is dat we aan het begin van de negentiger jaren al besloten hadden dat we van dit soort milieugevaren af wilden. Rond die tijd begonnen bedrijven aandacht te besteden aan de ecologische kant van de zaak en raakte de samenleving als geheel serieus geïnteresseerd in haar digitale identiteit (stofvrij). Dus vanaf dat moment behoorde het harde en smerige spul waar machines van gemaakt zijn officieel tot het verleden. Nu blijkt dat we sinds Sputnik 1 (1957) ruw geschat 100.000 machine-onderdelen in banen rond de aarde losgelaten hebben, die stuk voor stuk een bedreiging vormen voor onze informatiesystemen. Het is een probleem van hersenloze expansie, kenmerk nummer één van het Industriële Tijdperk. In de zeventiger en tachtiger jaren groeide het bewustzijn van dit kwaad. Nu steekt het levend en wel de kop op in het verkeerde decennium. Het oude maar ook nieuwe nieuws over ruimte-afval ontkent de status van het Informatie Tijdperk van radicaal anders-zijn van alles wat ervoor kwam. Het stelt ons (opnieuw) de vraag of het geen tijd is om de mechanismen van accumulatie te vervangen door andere, elegantere manieren van doen. In die zin denk ik dat ruimte-afval het geweldig goed zou doen als onderwerp van publieke controverse.
Het nasa-Air Force Space Command Partnership Council's Task Team on Orbital Debris
De ontdekking van een milieuprobleem is vaak een opwindende gebeurtenis. Ruimte-afval werd voor het eerst gesignaleerd door het us Space Surveillance Network (ssn), een radarnetwerk dat in eerste instantie was opgezet voor nationale veiligheidsdoeleinden. Nasa en esa hebben indrukwekkende baan- en inslag-simulaties ontwikkeld om het fenomeen navolgbaar te maken. Aan de andere kant zijn oplossingen voor milieuproblemen meestal nogal saai. Spectaculaire acties tegen space debris worden om een aantal redenen als onpraktisch beschouwd.
Vanuit juridisch oogpunt is het niet mogelijk het terughalen van het afval naar de aarde verplicht te stellen: het huidige ruimterecht is van toepassing op landen, niet op particuliere actoren, dat wil zeggen, niet op bedrijven. Een tweede juridische complicatie ligt in het feit dat van de meeste objecten de eigenaar onbekend is. Er zou niemand zijn om aan te klagen. Volgens experts zijn risico-preventiemaatregelen en regulering om hun uitvoering aan te moedigen daarom de enige manier. Satellieteigenaren zouden verzocht moeten worden om satellieten, voor ze kapot gaan, in een graveyard orbit te parkeren en de energiebronnen aan boord te legen. De mogelijkheid om iets te doen aan de buitensporige accumulatie van kunstmanen in banen rond de aarde wordt niet overwogen. De Task Teams van de overheid zijn zeker oplettend, maar voor de rest willen ze alleen maar reguleren, niet veranderen. Dit is een andere reden waarom ze niet zitten te wachten op bemoeienis van het publiek, en waarom hun oplossingen zo saai zijn.
Met een paar van de meest dynamische krachten in onze industrie erachter...
Bedrijven hebben niet zoveel last van een aangeboren neiging tot saaiheid als overheden dat hebben. Het Iridium-netwerk, bijvoorbeeld, wordt gepresenteerd als een spectaculaire gebeurtenis, en in zekere zin is het dat ook. De eigenaars komen uit vijf verschillende landen; Iridium heeft geen vaderland, en in die zin is het de eerste echte multinational. Het bedrijf stond erg in de aandacht vanwege zijn doorzettingsvermogen om een nieuwe vorm van samenwerking te realiseren. Natuurlijk wordt deze nieuwe vorm uitsluitend gewaardeerd om z'n economische merites. Op alle andere fronten is Iridium een ‘groots project' van het klassiek type: het maakt indruk vanwege de cijfers (66 satellieten, $3.5 miljard constructiekosten, $5.5 miljard voor constructie + installering, toegankelijk voor zestig procent van de wereldbevolking). Maar wat als satellieteigenaars zouden samenwerken, niet om de cijfers omhoog te duwen, maar om de kunstmanen die daarboven werken in een duurzame, elegante constellatie te configureren? Om de prijs die we voor communicatie betalen te drukken. Wie gaat ervoor zorgen dat ze dat doen?
^^
met dank aan alex wilkie^^, London
^^
Literatuur
- stewart taggart^^, ‘Rocket Change', in: Wired, San Francisco, October 1998
- Space Debris, Discussienota uitgegeven door the International Academy of Astronautics, voor the Scientific and Technical Subcommittee of the United Nations Committee on the Peaceful Uses of Outer Space, Wenen, januari 1998
- The Proceedings of the Second European Conference on Space Debris, esoc esa sp-393, Darmstadt, mei 1997
- The Space Debris Problem, presentatie door W. Flury, ter gelegenheid van de Algemene Vergadering van de Nederlandse npoc escl, Leiden, mei 1998
- david s. bennahum
, ‘The United Nations of Iridium', in: Wired, San Francisco, oktober 1998
- r.c. reynolds and c.a. karpiuk (eds.), The Orbital Debris Quarterly News, Volume 3, Issue 2, nasa, Houston, april 1998
- www.ee.surrey.ac.uk/Personal/L.Wood/constellations
- www.satnews.com/glossary.html