De uitstoot van broeikasgassen heeft al verstrekkende gevolgen op aarde. Nu blijkt dat de gassen ook een bedreiging vormen voor satellieten die zich in een baan om de planeet bevinden.
De broeikasgassen die we uitstoten, komen in de atmosfeer terecht. Uit onderzoek van Amerikaanse en Britse ingenieurs blijkt nu dat dit zelfs in de bovenste lagen van de atmosfeer veranderingen veroorzaakt.
In die hoge atmosfeer bevinden zich het internationale ruimtestation ISS en talloze satellieten. Als we niets doen aan de uitstoot, dan kunnen er over een paar decennia veel minder satellieten daar veilig rondjes draaien. Dat blijkt uit computersimulaties van het onderzoeksteam.
Mensen kunnen ontregeld raken door koude winters
Biowetenschapper Esmée Essers ontdekte dat de omgevingstemperatuur echt invloed heeft op onze gezondheid.
Krimpende atmosfeer
Broeikasgassen zoals CO2 zorgen ervoor dat de warmtestraling die de aarde uitzendt minder goed kan ontsnappen. Daardoor warmen de onderste lagen van de atmosfeer op.
Maar de uitstoot heeft ook effect op de bovenste lagen van de atmosfeer, zoals de thermosfeer op 80 tot 600 kilometer hoogte. Daar draaien het ISS en veel satellieten rondjes om de aarde. De thermosfeer koelt door de toegenomen uitstoot juist af, doordat warmtestraling van de zon sterker de ruimte in wordt teruggekaatst.
Dat afkoelen zorgt ervoor dat de thermosfeer krimpt. Daardoor neemt de dichtheid op deze hoogte af en is er minder atmosferische weerstand.
Vol is vol
Satellietontwerpers maken juist gebruik van deze weerstand. Die zorgt er namelijk voor dat oude satellieten en ander ruimtepuin afremmen en geleidelijk terug naar de aarde vallen, waar ze opbranden in de atmosfeer. Dit systeem ruimt dus ruimtepuin op.
Meer uitstoot betekent dus minder weerstand in de thermosfeer, waardoor ruimtepuin er langer blijft rondhangen. Dat vergroot het risico op botsingen tussen werkende satellieten en rondzwevend afval.
Zelfs botsingen met kleine stukjes ruimtepuin kunnen desastreus zijn voor een satelliet. Er zwerven in de hoge atmosfeer bijvoorbeeld tienduizenden puinstukjes rond ter grootte van een pruim. Dat klinkt onschuldig, maar door hun hoge snelheid is hun botsingsenergie vergelijkbaar met geraakt worden door een bus, schrijft The Aerospace Corporation.
De onderzoekers keken met computersimulaties wat de uitstoot van broeikasgassen doet met de hoge atmosfeer en welke invloed dit heeft op het afvoeren van ruimtepuin. Op basis daarvan maakten ze een inschatting van het aantal satellieten dat op een veilige manier in een baan om de aarde kan draaien – zonder fatale botsingen met ruimtepuin. Ze keken daarbij naar satellieten op de veelgebruikte hoogte tussen de 200 en 1000 kilometer.
Deze simulaties voorspellen dat de capaciteit op deze hoogtes in 2100 met 50 tot 60 procent zal zijn afgenomen. Het aantal satellieten dat er nu veilig hun werk zou kunnen doen – als we dit gebied optimaal zouden vullen – is dus ruim het dubbele van het aantal dat we er over 75 jaar veilig in kwijt kunnen. Het onderzoeksteam deelde deze vondst in het wetenschappelijke vakblad Nature Sustainability.
Actieve afvalverwerking
Hoewel er op dit moment nog ruimte is voor meer satellieten, is dit belangrijke informatie. We zijn namelijk behoorlijk afhankelijk geworden van de ruim tienduizend satellieten die om de aarde draaien. Ze zijn onmisbaar voor bijvoorbeeld navigatie, weersvoorspellingen en bepaalde communicatie. Het aantal satellieten voor wetenschappelijke en commerciële doeleinden neemt de laatste jaren dan ook snel toe.
Een mogelijke oplossing is om de satellieten aan het eind van hun levensduur actief de atmosfeer in te sturen om ze te laten opbranden. Dan hoeft de atmosferische weerstand dat klusje niet te doen. Maar daarmee lossen we het probleem van de afnemende thermosfeer niet op. En uit ander onderzoek blijkt dat het stof van opgebrande satellieten ook nadelige gevolgen kan hebben.
‘We vertrouwen op de atmosfeer om ons puin op te ruimen. Maar als de atmosfeer verandert, dan zal de omgeving van het puin ook veranderen’, zegt lucht- en ruimtevaartonderzoeker William Parker, van de technische universiteit MIT in de Verenigde Staten. Hij stipt ook de toename van het aantal gelanceerde satellieten aan. ‘Als we dit niet zorgvuldig beheren en niet werken aan het verminderen van onze uitstoot, kan het te druk worden in de ruimte, wat leidt tot meer botsingen en brokstukken.’
