In de afgelopen jaren zijn satellieten kleiner, goedkoper en gemakkelijker te maken geworden met in de handel verkrijgbare onderdelen. Sommige wegen zelfs zo weinig een gram. Dit betekent dat meer mensen het zich kunnen veroorloven om ze in een baan om de aarde te sturen. Nu zijn satellietoperators begonnen met het lanceren van megaconstellaties - groepen van honderden of zelfs duizenden kleine satellieten die samenwerken - in een baan om de aarde.
In plaats van één grote satelliet kunnen groepen kleine satellieten tegelijk de hele planeet bestrijken. Civiele, militaire en particuliere operatoren gebruiken steeds vaker sterrenbeelden om een wereldwijde en continue dekking van de aarde te creëren. Opstellingen kunnen een verscheidenheid aan functies bieden, waaronder klimaatmonitoring, rampenbeheer of digitale connectiviteit, zoals satellietbreedband.
Maar om met kleine satellieten de hele planeet te kunnen bestrijken, zijn er veel van nodig. Bovendien moeten ze in een baan dicht bij het aardoppervlak draaien om onderbreking van de dekking en communicatievertragingen te verminderen. Dit betekent dat ze een al druk gebied in beslag nemen ruimte genaamd lage baan om de aarde, de ruimte 100 tot 2,000 km boven het aardoppervlak.
Er zijn veel problemen verbonden aan het introduceren van zoveel satellieten in een baan om de aarde, vanuit de gevaren van ruimteafval naar ons zicht belemmeren van de nachtelijke hemel. Maar de verschuiving naar megaconstellaties is ook een uitdaging voor mondiaal ruimtebestuur.
Er zijn bijna 3,000 actieve satellieten in een baan rond de aarde vandaag, en dit speelt zich af omhoogschieten in de komende jaren. De Europese Commissie bijvoorbeeld onlangs aangekondigde plannen om duizenden satellieten in een baan rond de aarde te lanceren, wat bijdraagt aan een groeiende lijst van geplande lanceringen van megaconstellaties.
Aangezien bedrijven en overheden over de hele wereld mega-constellaties blijven nastreven, is het van cruciaal belang dat het bestuurskader de toename van de activiteit kan ondersteunen. Er zijn een aantal belangrijke problemen waarmee rekening moet worden gehouden.
1. Definitie
Satellieten worden gereguleerd op nationaal niveau en door middel van licenties, geleid door de principes van de Outer Space Verdrag van 1967. Hoewel de termen constellatie of megaconstellatie niet in het verdrag voorkomen, worden ze, net als alle andere satellieten, als ruimtevoorwerpen beschouwd.
Aangezien procedures en voorschriften van land tot land verschillen, is de uitdaging hoe megaconstellaties te besturen zonder juridische fragmentatie te creëren. Het is absoluut noodzakelijk dat het onderwerp op internationaal niveau wordt besproken.
Toch is er momenteel geen wettelijk bindende definitie voor een satellietconstellatie, noch voor de nieuwere term megaconstellatie. Hoeveel satellieten precies een megaconstellatie vormen, is onbekend, en elk land zou de term als iets anders kunnen beschouwen. Duidelijkheid op internationaal niveau zou de weg kunnen effenen voor het creëren van richtlijnen specifiek voor megaconstellaties, die kunnen bijdragen aan het veilig en duurzaam gebruik van een lage baan om de aarde.
2. Congestie
De meeste satellieten in een lage baan om de aarde werken tussen 600 en 800 km boven zeeniveau. Dit wordt beschouwd als een overbelast gebied, aangezien er al veel satellieten zijn. Kleine satellieten hebben een kortere levensduur dan de grotere satellieten, die doorgaans boven een lage baan om de aarde draaien.
Het kan echter nog steeds tot ongeveer 150 jaar duren voordat satellieten worden verwijderd door opnieuw de atmosfeer binnen te gaan en op te branden, als ze zich ongeveer 750 km boven zeeniveau bevinden. Sommige worden doelbewust verwijderd door gecontroleerde terugkeer, en andere zijn ontworpen om op een ongecontroleerde manier te vallen. Exploitanten van satellieten en megaconstellaties moeten manieren bedenken om het door deze satellieten veroorzaakte afval te verminderen boven en buiten de gebruikelijke procedure, om een duurzaam gebruik van een lage baan om de aarde te behouden.
Gezien het aantal toekomstige megaconstellaties dat momenteel is gepland, zou de ruimte rond de aarde die de lage baan om de aarde wordt genoemd, gemakkelijk een beperkte hulpbron kunnen worden.
3. Radiospectrum
Dit geldt niet alleen voor de fysieke ruimte, maar ook voor het gebruik van radio. Om te communiceren gebruiken satellieten het radiospectrum. Met de toename van mega-sterrenbeelden, bestaat het gevaar dat operators de radiofrequenties “in opslag” nemen en ze opslaan voordat ze ze echt nodig hebben.
Om dit te voorkomen heeft onlangs een gespecialiseerd bureau van de Verenigde Naties voor het gebruik van satellietradiospectrum heeft zijn regelgevingskader bijgewerkt, waarbij het probleem los van andere ruimtevoorschriften wordt behandeld. Mega-constellaties zullen op een flexibele tijdlijn worden geplaatst, waarbij alleen gebruik wordt gemaakt van de frequenties die ze op dat moment nodig hebben.
4. Botsingen vermijden en volgen
Als de lage baan om de aarde overvol raakt met satelliet- en megaconstellaties, wordt het moeilijker om botsingen te vermijden. In september 2019 heeft de European Space Agency moest vuren de boosters op een van zijn satellieten om hem uit de weg van een andere satelliet te krijgen, anders waren de twee in botsing gekomen.
Naarmate de baan verstopt raakt, kan er behoefte zijn aan meer manoeuvres om botsingen te vermijden en een betere communicatie tussen satellietoperators.
Er zijn nationale inspanningen, voornamelijk in de Verenigde Staten, voor het volgen van satellieten en het vermijden van botsingen. Een systeem waarschuwt satellietoperators voor mogelijke aanvaringspaden en maakt waar mogelijk koerscorrecties mogelijk.
Weg vooruit
Hopelijk worden megaconstellaties besproken door lidstaten bij de VN zodra ze daartoe in staat zijn. Hoewel het werk in de commissie traag en zeer politiek kan zijn, moeten internationale richtlijnen en nationale vergunningsprocedures overwegingen toevoegen voor megaconstellaties.
De voordelen van sterrenbeelden en megaconstellaties in een lage baan om de aarde voor sociaaleconomische en ecologische doeleinden zijn groot. Hierdoor lijkt het waarschijnlijk dat het aantal sterrenbeelden in de nabije toekomst zal toenemen. Om problemen te voorkomen, moeten de regels en definities rond megaconstellaties op internationale schaal duidelijk worden gemaakt.
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Krediet van het beeld: Starlink Mission / Wikimedia Commons
