De innovatieve aanpak voor het opsporen van klein ruimteafval

Onderzoekers van de Universiteit van Michigan hebben een innovatieve methode voorgesteld voor het detecteren van kleine stukjes puin in een baan om de aarde, die momenteel niet detecteerbaar zijn. “Op dit moment detecteren we ruimteschroot door te zoeken naar objecten die licht of radarsignalen reflecteren”, zegt Nilton Renno, hoogleraar klimaat- en ruimtewetenschappen en techniek en ruimtevaarttechniek aan de universiteit. Hij voegde eraan toe dat dit een uitdaging wordt naarmate de grootte van de objecten kleiner wordt, waardoor het moeilijk wordt om zonlicht of radarsignalen sterk genoeg te krijgen om ze vanaf de grond te detecteren.

“We willen weten of een object hard of zacht is, omdat dat invloed heeft op de manier waarop het om zijn baan draait en hoe schadelijk het kan zijn”, zegt Mojtaba Akhavan-Tafti.

Momenteel zijn objecten die belangrijker zijn dan een softbal de enige traceerbare stukken van deze ‘ruimtepuin’, minder dan 1% van de bijna 170 miljoen stukjes afval die overblijven na raketlanceringen, ruimtewandelingen en ter ziele gegane satellieten. De nieuwe methode zou echter de detectie mogelijk maken van vuil met een diameter kleiner dan één millimeter, vergelijkbaar met de dikte van potloodstift. Deze bevindingen behoren tot de eerste die voortkomen uit een groter samenwerkingsproject, het Space Debris Identification and Tracking Program van Intelligence Advanced Research Projects Activity.

Het gevaar van ruimtepuin

Ruimteafval is niet alleen lelijk, het is ook gevaarlijk. Bij een typische omloopsnelheid van 35.000 kilometer per uur kan een stuk ruimteschroot ter grootte van een pruim een ​​ander object raken met dezelfde energie als een auto-ongeluk op de snelweg. Zelfs kleinere objecten kunnen schade aan ruimtevaartuigen veroorzaken, waardoor het volgen ervan een missiekritieke taak wordt. De verrommeling van de baan van de aarde met ruimteschroot vormt een aanzienlijke uitdaging bij de bescherming van satellieten.

De aanpak: botsingen als detectiemiddel

Volgens de onderzoekers zouden botsingen tussen ruimtepuin de beste manier kunnen zijn om klein ruimteafval op te sporen. Wanneer kleine stukjes ruimtepuin botsen, creëren ze een wolk van geladen gas en puinfragmenten die uitzetten en bliksemachtige energie-uitbarstingen veroorzaken. Deze elektrische signalen kunnen helpen bij het opsporen van stukjes ruimtepuin en wolken van microscopisch kleine fragmenten die ontstaan ​​wanneer puin botst.

Verdere stappen

Het team is van plan hun aanpak te verfijnen door middel van aanvullende computersimulaties, nauwkeurige signaalmetingen met NASA’s Deep Space Network en data-analyse van hypervelocity-experimenten in het Naval Research Laboratory en NASA’s Ames Research Center. Als deze experimenten een manier onthullen om een ​​breed scala aan elektrische signalen te detecteren die worden gegenereerd tijdens botsingen met ruimteschroot, kunnen ze bepalen waar ruimteschroot eruit ziet en waaruit het is gemaakt.