På eftermiddagen den 10 februari, 2009, den operativa kommunikationssatelliten Iridium 33 kolliderade med den föråldrade kommunikationssatelliten Cosmos 2251 över Sibirien på en höjd av ungefär 800 kilometer. Kollisionen skedde med en hastighet av 11,7 kilometer i sekunden och producerade ett moln på mer än 2, 000 skräp som är större än tio centimeter. Detta skräp spred sig över ett omfattande område inom några månader och har hotat att kollidera med andra operativa satelliter sedan dess. Denna händelse var en väckarklocka för alla satellitoperatörer, men också för politiker. "Problemet med så kallat rymdskräp - nedlagda konstgjorda föremål i rymden - fick en ny dimension, säger professor Thomas Schildknecht, chef för Zimmerwald-observatoriet och biträdande chef för det astronomiska institutet vid universitetet i Bern.

Jordnära rymden börjar bli trång

I vissa orbitala områden, risken för kollisioner är redan så stor att aktiva satelliter regelbundet måste utföra manövrar för att undvika skräp. Europeiska rymdorganisationen ESA behandlar tusentals kollisionsvarningar per satellit och år för sin flotta av satelliter och utför dussintals manövrar per år. I de flesta fallen, den potentiella kollisionspartnern är en av cirka 20, 000 kända rymdskräpobjekt. "Tyvärr, banorna för dessa nedlagda satelliter, bärraketens övre stadier eller fragment av kollisioner och explosioner är inte kända med tillräcklig noggrannhet, dvs bara till några hundra meter, " förklarar Schildknecht. Det är därför ofta omöjligt att avgöra om en undanmanöver, vilket är mycket kostsamt i varje fall, är till och med nödvändigt och minskar verkligen risken.

Noggranna banor tack vare laseravståndsmätningar

Mätning av avstånd till sådana objekt med hjälp av satellitlaseravståndsmetoden är en effektiv teknik för att förbättra bananoggrannheten till några få meter. "Vi har använt tekniken vid Zimmerwald-observatoriet i flera år för att mäta föremål utrustade med speciella laserretroreflektorer. Endast ett fåtal observatorier världen över har lyckats bestämma avstånd till rymdskräp med hjälp av speciella, kraftfulla lasrar hittills, Schildknecht fortsätter. Dessa mätningar var också tidigare bara möjliga nattetid.

Genombrottet - dagtidsobservationer med geodetisk laser

Den 24 juni, 2020, forskare från universitetet i Bern lyckades för första gången någonsin utföra dagsljusobservationer av rymdskräp med hjälp av en geodetisk laser vid Swiss Optical Ground Station och Geodynamikobservatoriet Zimmerwald. Geodetiska lasersystem är minst en storleksordning mindre kraftfulla än högspecialiserade lasrar för rymdskräp. Dessutom, detekteringen av de individuella laserfotoner som diffust reflekteras av rymdskräpobjekten i floden av den ljusa dagshimlens bakgrundsfotoner utgör en särskild utmaning. Framgången vid Zimmerwald Observatory var endast möjlig tack vare kombinationen av aktiv spårning av skräpet med hjälp av en mycket känslig vetenskaplig CMOS-kamera med bildbehandling i realtid och ett digitalt realtidsfilter för att detektera fotoner som reflekteras av objektet.

Thomas Schildknecht kommenterar detta:"Möjligheten att observera under dagen gör att antalet åtgärder kan multipliceras. Det finns ett helt nätverk av stationer med geodetiska lasrar, som i framtiden skulle kunna bidra till att bygga upp en mycket exakt katalog över rymdskräp. Mer exakta banor kommer att vara avgörande i framtiden för att undvika kollisioner och förbättra säkerheten och hållbarheten i rymden."