Hopp ned til navigasjon Hopp ned til innhold
EISCAT-radaren på Svalbard. Foto: Anja Strømme

Radaren som finner søppel i rommet

Hvis du mister en klinkekule 30 mil over jorda, kan EISCAT-radaren finne den.

Det er mye som går over hodet på oss. Stjerner, satellitter – og søppel. Deler av raketter, døde satellitter, biter fra kometer, støv og aske går i bane rundt jorda og utgjør en stadig større trussel for satellittene som er i bruk. For å løse problemet må vi først vite hvor romsøppelet er og hvordan det beveger seg. Det kan vi i Norge bidra til, gjennom vår deltakelse i EISCAT.

Før 1957 fantes det ingen menneskeskapte gjenstander i verdensrommet. I dag er det over 166 millioner menneskeskapte gjenstander som er mer enn én millimeter store.  Blant disse finner vi deler av raketter, satellitter og biter fra tidligere eksplosjoner. De aller minste gjenstandene kommer fra aske fra rakettmotorer og malingsflak fra romfartøy.

Også en del snodige ting har hopet seg opp i rommet de siste 60 årene: Nåler sendt ut av NASA på 60-tallet (de skulle være speil for radiosignaler), asken til Gene Roddenberry (skaperen av Star Trek), en hanske fra en astronaut, en slikkepott og en Tesla Roadster.

Hvordan overvåkes romsøppel?

Det finnes over 750 000 biter romsøppel på størrelsene fra klinkekuler (1 cm) og opp til tennisballer (10 cm).De største delene blir jevnlig blir overvåket i NASAs romovervåkningsprogram (Space Surveillance Network (SSN)) og i det tilsvarende programmet hos ESA (Space Situational Awareness (SSA)). De overvåkes med bakkebaserte målinger over hele verden – med RADAR (Radio Detection And Ranging), teleskop og LiDAR (Light Detection and Ranging).

 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Her ser du det EISCAT-radaren kan detektere av romsøppel. De grønne linjene viser i hvilke vinkler radaren kan utføre målingene. De gule viser alt i lavbane. Illustrasjon: Juha Vierinen.</para></section>

Her ser du det EISCAT-radaren kan detektere av romsøppel. De grønne linjene viser i hvilke vinkler radaren kan utføre målingene. De gule viser alt i lavbane. Illustrasjon: Juha Vierinen.

Målingene blir brukt til å vedlikeholde en romsøppelkatalog. Denne inneholder all informasjon vi har om romsøppelet: Hvilken bane det går i, hvilken høyde det har, ulike hastigheter, hvor store og tunge bitene er.

De aller minste delene (under 1 cm) klarer vi ikke å detektere med dagens teknologi. 

Da må man lage modeller på hvor de er og hvor mye det er der ute, på samme måte med mikroplast i havet. 

Modellene, målingene og katalogene brukes til å varsle de aktive satellittene, slik at banen kan omjusteres hvis de er på kollisjonskurs med romsøppel. 

I Norge har vi EISCAT-radarene, et ekstremt godt og sensitivt radaranlegg som har blitt brukt i en årrekke for å studere nordlyset. Anlegget er plassert under polarsirkelen og ved en høy breddegrad. Siden 90-tallet har det også blitt brukt til å følge med på romsøppel. 

EISCAT

EISCAT (European Incoherent Scatter Scientific Association) består av flere radaranlegg fordelt over fire steder i Norge, Sverige og Finland. Radarenes funksjon er å måle fenomener i den øvre atmosfæren, men har gjennom årene fått flere formål. De brukes nå også til å forske på meteorer, romvær og romsøppel. 

En radar kan sammenlignes med et ekkolodd.  Den sender ut et signal som treffer en gjenstand og spres tilbake igjen.  For radaren er gjenstanden en bit romsøppel, mens for ekkoloddet kan det for eksempel være en fisk.  En viktig forskjell er at ekkoloddet bruker lydbølger, mens radaren bruker radiobølger.  I begge tilfeller kan vi få mye informasjon ut av det signalet vi får tilbake. Radaren kan brukes uansett vær, fordi signalet går rett gjennom skyene og atmosfæren. Den er heller ikke avhengig av lys og kan brukes natt og dag. 

EISCAT-radaren er så nøyaktig at den kan observere et objekt på størrelsen med ei klinkekule (1 cm) på 300 km avstand. Til sammenligning kan radarene NASA bruker observere romsøppel på størrelsen med tennisballer (10 cm) på samme avstand.

En metode EISCAT kan bruke for å detektere romsøppel er å peke i en fast retning. Dette kalles for Beampark Experiment. Da registrerer radaren alt som flyr gjennom radar-strålen mellom 300 km og 2500 km høyde. 

 

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Romsøppel kan være så mangt. Ill: Elisabeth Kristina Røynestad.</para></section>

Romsøppel kan være så mangt. Ill: Elisabeth Kristina Røynestad.

Problemet med målingene er at vi ikke vet helt eksakt hva de viser. Det vil si at vi ikke ser om det er en fisk eller plast som vises på ekkoloddet, på samme måte som vi ikke helt vet om det er en satellitt eller hva slags type romsøppel det er som vises i EISCAT-målingene. Heldigvis kan vi finne sistnevnte i romsøppelkatalogen. 

Allerede på 90-tallet ble det utviklet en egen mottaker som kunne måle romsøppel samtidig som man gjorde øvre atmosfæremålinger. Dette gjør at man får romsøppelmålinger «på kjøpet».

Siden EISCAT-radarene er plassert så langt nord, kan de detektere alt som beveger seg i polare baner. Det vil si, objekter som beveger seg i bane fra pol til pol rundt jorda. De polare banene er blant de mest brukte banene og det er også her det er mest romsøppel. 

Figur 4: Hva EISCAT-radaren kan detektere av romsøppel. De grønne linjene viser i hvilke vinkler radaren kan utføre målingene. De gule viser alt (romsøppel?) i lavbane. [Illustrasjon: Juha Vierinen]. 

EISCAT-radarene kan også oppdage nylige kræsj. Både i 2007 og 2009 da to alvorlige satellitt-kollisjoner skjedde gjorde EISCAT målinger og kunne se hvordan romsøppelet spredte seg. I tillegg kan man måle mindre sammenstøt. Dette kan være nyttig for å oppdage nylige kollisjoner og for å se hvordan delene sprer seg i nye baner. 

Jo flere målinger vi gjør, dess bedre kan vi forutse hvor romsøppelet dukker opp neste gang. Snart kommer en ny type EISCAT radar – EISCAT 3D. Denne kan måle enda flere egenskaper ved romsøppelet, og vi kan lære enda mer om hvordan romsøppelet beveger seg, og få enda bedre og nøyaktigere målinger.