Hållbarhet i rymden står högt på dagordningen inom både FN och olika rymdorgan. Det gäller att åtgärder sätts in i tid.
Bild: Getty images

Trängseln ökar i rymden – så ska vi ta hand om skrotet

Rymden fylls av allt fler satelliter, och Sverige vill vara med i racet. Samtidigt blir rymdskrot ett allt större problem. Om inget görs kan rymden bli obrukbar i framtiden varnar flera experter.

Premium
Publicerad

Den 2 december 2021 lyfter en raket från rymdbasen Cape Canaveral i Florida. Ombord finns 48 satelliter. På drygt 50 mils höjd släpps de ut i sina omloppsbanor. Satelliterna tillhör det amerikanska rymdföretaget Space X och ingår i ett rymdnätverk som ska erbjuda snabb internetuppkoppling över hela världen. Med sina närmare 2 000 kommunikationssatelliter är Starlink redan världens hittills största satellitnätverk, men planer finns på att det ska växa till 30 000.

Det skjuts upp satelliter i rymden som aldrig förr. 2021 blev ett rekordår. Totalt tillkom 1 800 objekt i FN:s databas, en ökning med drygt 40 procent jämfört med 2020. Och ökningen väntas fortsätta. Space X är inte ensamt om att satsa på rymdinternet. Flera andra företag satsar på sina egna satellitsvärmar. Bland dem finns amerikanska Amazon, som smider planer på att skicka upp drygt 3 000 satelliter, och brittiska One Web som siktar på 6 400. Även Kina vill bygga sitt eget rymdnätverk. Till det ska läggas satelliter för andra ändamål, inklusive militära.

Philip Påhlsson är programansvarig för satellit- och testverksamheten vid den svenska rymdbasen Esrange Space Center utanför Kiruna.
Torbjörn Sundberg är rymdforskare på Totalförsvarets forskningsinstitut, FOI.
Johan Köhler är chef för forskning och utveckling vid Rymdstyrelsen.

Ny teknik gör satelliter billigare

Boomen i rymden drivs av allt lägre kostnader. Teknikutvecklingen gör att satelliter kan byggas mindre och billigare. Även raketerna tar tekniska kliv framåt, inte minst genom återanvändning av raketsteg, något som Space X blev först med 2015.

– Tröskeln till rymden blir allt lägre, säger Philip Påhlsson, som är programansvarig för satellit- och testverksamheten vid den svenska rymdbasen Esrange Space Center utanför Kiruna.

När kön av satelliter som vill upp i rymden växer ökar också behovet av platser där de kan skjutas upp. Här vill Sverige vara med. Vid Esrange är bygget i full gång med en ny uppskjutningsanläggning fyra kilometer från den nuvarande basen. Tidigare har bara forskningsraketer och ballonger lyft från Esrange, men från två nya uppskjutningsplattor ska satelliter kunna skickas upp i omloppsbana.

Byggnaden där satelliterna ska monteras ombord på raketerna beräknas stå klar i mars, och i mitten av året ska även startplattorna stå redo. Philip Påhlsson räknar med att de första uppskjutningarna ska kunna ske redan i år, 2022.

Sverige och Esrange skulle därmed kunna bli först i Europa med att erbjuda satellituppskjutningar. Om inte några av de andra länder som vill vara med i rymdracet hinner före vill säga. I norska Andøya finns liknande planer som de vid Esrange. Även länder som Spanien, Storbritannien, Italien och Tyskland vill ha tillgång till egna rymdhamnar.

Vad är det då för satelliter som kan komma att skjutas upp från de nya rymdbaserna? På Esrange handlar det i första hand om mindre satelliter som används för olika typer av övervakningstjänster.

– Det kan vara jordobservationssatelliter som mäter i olika våglängder för att övervaka skeppstrafik, fiske eller gruv- och skogsnäring. Den här typen av satelliter är också viktiga för klimatforskningen.

Satelliternas ögon i rymden skulle också kunna användas för att snabbt få överblick över en pågående skogsbrand eller översvämning. Kunderna kan både vara forskare och kommersiella företag. Philip Påhlsson är inte främmande för att Space X eller något av de andra rymdinternetföretagen kan komma att utnyttja Esrange till exempel för att ersätta en satellit som inte längre fungerar.

– Genom att använda en mindre raket kan vi skjuta upp en enstaka satellit precis där den behövs.

Han beskriver det som ett slags limousinservice, till skillnad från dagens rymdbussar där satelliter följer med andra större laster. Det gör att de inte kan välja tid och plats för avstigning, utan får anpassa sig till raketens bana.

Vi är beroende av satelliter

Redan i dag är samhället i hög grad beroende av rymden. Massor av tjänster bygger på positioneringssystem som gps. Kommunikationstjänster och bankernas finansiella system klarar sig inte utan tidssynkronisering från satelliternas atomur. Väderprognoser och klimatövervakning baseras på satellitdata. Allt fler röster höjs därför för att vi måste börja ta hand om rymdmiljön – innan det är för sent.

Bara några veckor innan de 48 Starlink-satelliterna tog plats i rymden skedde en annan uppskjutning som fick rymdvärlden att reagera med fasa. Den 15 november avfyrade Ryssland en missil som smulade sönder en gammal vädersatellit. Syftet var att testa landets antisatellitvapen.

Bild: Johan Jarnestad

Skrotet som hotar rymden

Kollisionen förvärrade i ett slag problemet med rymdskrot. Efter smällen bildades en lång svans av fragment. Som en direkt följd av den ökade risken för en kollision tvingades besättningen på den internationella rymdstationen att evakuera till en transportkapsel.

– Rymdskrot är ett växande hot mot den globala rymdmiljön. Gör vi inte rätt nu riskerar vi att inte kunna utnyttja rymden i framtiden, säger Torbjörn Sundberg, rymdforskare på Totalförsvarets forskningsinstitut, FOI.

De stora nätverk av satelliter som är under uppbyggnad för snabb internetuppkoppling är ett hot mot astronomiska observationer. Radiokommunikationen mellan satelliterna och jorden stör radioteleskop, och reflekterande ljus är ett hinder för optiska observationer. I en artikel i Nature astronomy varnar forskare för att privata företag nu ”koloniserar” rymden, vilket hotar människans rättighet till natthimlen.
Bild: Getty images

En del av rymdskrotet består av pensionerade satelliter. Enligt det europeiska rymdorganet ESA har det skjutits upp drygt 12 000 satelliter sedan Sputniks debut 1957. Kvar i rymden finns 7 600 varav närmare 3 000 som inte längre fungerar. Men satelliter utgör bara en mindre del av allt rymdskrot som snurrar runt jorden. Det mesta är fragment i olika storlekar. ESA uppskattar att det finns totalt 36 500 objekt större än 10 centimeter och en miljon som är mellan 1 och 10 centimeter. Antalet mindre delar, ner till 1 millimeter, uppskattas till 330 miljoner. En del av det finfördelade rymdskrotet kommer från kvarlämnade raketsteg som exploderat då bränslerester antänts.

Med hjälp av radar och teleskop går det att ha koll på de större objekten. Enligt FOI är omloppsbanan känd för 28 000 av de större skrotbitarna. Den höga hastigheten gör dock att även minsta lilla färgflaga kan göra stor skada. I maj 2021 upptäcktes till exempel att ett okänt objekt orsakat ett 5 millimeter stort hål i en av robotarmarna till den internationella rymdstationen.

– På sikt blir det mer tekniskt komplicerat och mer kostsamt att vara i rymden. Man måste ständigt se upp för kollisioner och vara beredd på att justera satellitens bana när det krävs, säger Torbjörn Sundberg.

Varnar för Kesslereffekt

Något som oroar honom och andra rymdexperter är risken för att mängden skrot till slut når brytpunkten för den så kallade Kesslereffekten. Det innebär en kaskadeffekt där kollisioner mellan rymdskrot leder till mer skrot och fler kollisioner som ger ännu mer skrot.

Torbjörn Sundberg jämför med klimatkrisen: Ju längre vi väntar med åtgärder, desto större hinner problemen växa sig och de blir allt svårare att göra något åt.

Hur rymden kan utnyttjas på ett mer hållbart sätt står högt på dagordningen både inom FN och olika rymdorgan.

– Väldigt många ser problemen och det läggs stora pengar på rymdsäkerhet, inte minst inom ESA, säger Johan Köhler, chef för forskning och utveckling vid Rymdstyrelsen.

Ny teknik utvecklas för att ta bort rymd-skrot från rymden. Trafikregler för rymden diskuteras, samtidigt som fler radar- och teleskopanläggningar tas i bruk för att övervaka rymden och varna för hotande kollisioner.

Även Sverige, som blivande satellitnation, förbättrar sin förmåga. Det statliga rymdföretaget Swedish Space Corporation bygger till exempel ett nytt teleskop för rymdövervakning i Australien, som ska stå klart i maj.

Välkommen till

Hjärndagen

Välkommen till en spännande heldag med föreläsningar om den senaste hjärnforskningen. Fredag 11 november kl 9–16. Oscarsteatern, Stockholm.

Läs mer och boka!

Vem har ansvar för rymdskrotet?

Det krävs även tydligare lagstiftning. Med allt livligare trafik i rymden är en av knäckfrågorna vem som har ansvar om det sker en olycka. En annan är hur trafikövervakningen ska ske.

Internationellt finns ett antal konventioner och rekommendationer mellan stater och för tre år sedan klubbade FN nya riktlinjer för ett hållbart utnyttjande av rymden.

Flera länder i Europa har redan sett över och förnyat sin lagstiftning. I slutet av november presenterades ett förslag till ny svensk rymdlag, med bland annat en ny miljöbestämmelse som ska säkra att rymdverksamheten är långsiktigt hållbar. Enligt förslaget ska satelliter som sänds upp från Sverige antingen skickas ner i atmosfären för att brinna upp eller till en så kallad begravningsbana senast 25 år efter att de tagits ur bruk.

Lagen, som tidigast kan komma att införas 2023, behandlar också ansvars- och säkerhetsfrågor.

Hittills har rymden varit tillräckligt stor för att undvika rättskonflikter. Det håller nu på att ändras, enligt Johan Köhler.

– Rymden är en ny konfliktyta för spänningar internationellt. I den nya era vi nu går in i tror jag att vi också kommer att behöva tillämpa rymdlagarna.

Illustration av hur rymdroboten Clearspace-1 är tänkt att fånga en bit rymdskrot.
Bild: Wikimedia commons

Fyrarmad robot ska fånga rymdskrot

För första gången ska ett kvarlämnat objekt tas bort från rymden. I ett nytt projekt, med svenskt deltagande, ska en fyrarmad robot fånga en bit av en gammal raket.

Ett kvarlämnat raketsteg rusar runt jorden med en fart av tusentals kilometer i timmen. Bakifrån närmar sig en rymdfarkost med fyra långa armar. När den kommit tillräckligt nära sluter den armarna om det gamla raketsteget. Med bytet i famnen styr farkosten ner mot jordens atmosfär där båda brinner upp.

Att fånga det översta steget av en raket som snurrat på mellan 60 och 80 mils höjd sedan 2013 är målet i projektet Clearspace-1. Om allt går som planerat ska uppskjutningen ske 2025. I projektet deltar det svenska rymdföretaget OHB Sweden, som ska bygga systemet som ska driva farkosten.

– Det är en väldigt komplex uppgift. Det gäller att komma i exakt samma bana och närma sig med rätt hastighet, säger Fredrik Sjöberg, vice vd på OHB Sweden.

Raketsteget tillhör det europeiska rymdorganet ESA, som också är projektets huvudfinansiär. Om det lyckas blir det första gången som en bit skrot aktivt tas bort från rymden. Tidigare städpatruller har plockat bort skräp i form av små satelliter som de själva placerat ut. I höstas använde ett japanskt företag magneter för att fånga en liten satellit. I ett europeiskt projekt testades ett nät och en harpun 2018.

Allt fler anser att det är nödvändigt att börja plocka ner gamla rymdobjekt och förutom Clearspace-1 är fler projekt i startgroparna. Men utöver att det är tekniskt komplicerat är kostnaden en utmaning. Clearspace-1 har en budget på närmare en miljard kronor för sitt första självmordsuppdrag.

– Förhoppningen är att en och samma farkost ska kunna plocka bort flera skrotföremål i framtiden men det kräver effektivare motorer. En lösning som vi tittar på är att använda elektrisk framdrivning, säger Fredrik Sjöberg.

Parallellt utvecklas servicefarkoster som kan hjälpa till att förlänga livet på de satelliter som redan skjutits upp. Servicen kan bestå av tankning eller lagning av en trasig solpanel. Nya satelliter kan komma att ha automatiska antikrocksystem som på egen hand upptäcker en fara och styr undan.

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor