Virvlande fragment av tidigare rymdsträvanden är fångade i omloppsbana runt jorden, hotar vår framtid i rymden. Över tid, numret, massan och arean av dessa skräpobjekt växer stadigt, öka risken för fungerande satelliter.

ESA:s rymdskrotskontor övervakar ständigt denna ständigt föränderliga skräpsituation, och publicerar varje år en rapport om det aktuella tillståndet för skräpmiljön.

Sedan början av rymdåldern 1957, massor av raketer, rymdfarkoster och instrument har skjutits upp i rymden. Initialt, det fanns ingen plan för vad de skulle göra med dem i slutet av deras liv. Sedan dess, antalet har fortsatt att öka och explosioner och kollisioner i rymden har skapat hundratusentals skärvor av farligt skräp.

"Den största bidragsgivaren till det nuvarande problemet med rymdskräp är explosioner i omloppsbana, orsakad av överbliven energi—bränsle och batterier—ombord på rymdskepp och raketer. Trots att åtgärder har vidtagits i flera år för att förhindra detta, vi ser ingen minskning av antalet sådana händelser. Trenderna mot kassering i slutet av uppdraget förbättras, men i långsam takt, " förklarar Holger Krag, Chef för rymdsäkerhetsprogrammet.

Minska skräpbildning

"Med tanke på den ständiga ökningen av rymdtrafiken, vi måste utveckla och tillhandahålla teknik för att göra skräpförebyggande åtgärder felsäkra, och ESA gör just det genom sitt Space Safety Program. Parallellt, Tillsynsmyndigheter måste övervaka statusen för rymdsystemen såväl som den globala efterlevnaden av skräpbekämpning under deras jurisdiktion.

Internationella riktlinjer och standarder finns nu som gör det tydligt hur vi kan nå en hållbar användning av utrymmet:

• designa raketer och rymdfarkoster för att minimera mängden "avfall" - material som lossnar under uppskjutning och drift, på grund av utrymmets svåra förhållanden
• förhindra explosioner genom att frigöra lagrad energi, "passivera" rymdfarkoster en gång i slutet av sitt liv
• Flytta nedlagda uppdrag bort från arbetssättet för satelliter – antingen genom att ta bort dem eller flytta dem till en "kyrkogårdsbana"
• Förhindra krascher i rymden genom noggrant val av banor och genom att utföra "manövrar för att undvika kollisioner".

Många rymdorganisationer, privata företag och andra rymdaktörer ändrar sitt beteende för att följa dessa riktlinjer – men räcker det?

Oroväckande trender

Vi gör mer och mer skräp

Antalet skräpobjekt, deras sammanlagda massa, och den totala ytan de tar upp har stadigt ökat sedan rymdålderns början. Detta underblåses ytterligare av ett stort antal uppbrott i omloppsbana av rymdskepp och raketsteg.

Den totala ytan som rymdskrot tar upp är viktig då den är direkt relaterad till hur många kollisioner vi förväntar oss i framtiden. Som det ser ut, kollisioner mellan skräp och fungerande satelliter förutspås passera explosioner som den dominerande källan till skräp.

Skräpskapande händelser har blivit vanligare

I genomsnitt under de senaste två decennierna, 12 oavsiktliga "fragmenteringar" har inträffat i rymden varje år - och denna trend ökar tyvärr. Fragmenteringshändelser beskriver ögonblick då skräp skapas på grund av kollisioner, explosioner, elektriska problem och till och med bara att föremål lossnar på grund av de svåra förhållandena i rymden.

På den ljusa sidan

Försök görs att följa reglerna (inte tillräckligt ännu)

Även om inte alla satelliter för närvarande följer internationella riktlinjer, fler och fler rymdaktörer försöker hålla sig till reglerna. Under det senaste årtiondet, 15-30 % av föremålen, eller nyttolaster som skjutits upp i icke-kompatibla omloppsbanor i området med låg omloppsbana om jorden (exklusive rymdfarkoster relaterade till mänsklig rymdfärd) hade försökt följa skräpminskande åtgärder. Mellan 5 % och 20 % gjorde det framgångsrikt, nådde en topp på 35 % 2018 på grund av den aktiva de-orbiting från konstellationen Iridium.

Fler raketer bortskaffas på ett säkert sätt

När det kommer till raketer, fler och fler avyttras på ett hållbart sätt. Mellan 40 och 80 % av dem som befinner sig i en icke-kompatibel omloppsbana runt jorden under detta decennium försökte följa skräpminskande åtgärder. Av dessa, 30-70 % gjorde det framgångsrikt.

Av alla raketer som avfyrats under det senaste decenniet, 60-80 % (i termer av massa) höll sig till mildrande åtgärder. Vissa raketer befinner sig i låga jordbanor som leder till att de sönderfaller naturligt i jordens atmosfär, men en betydande mängd raketer riktas tillbaka in i jordens atmosfär där de antingen brinner upp eller görs att återinträda över obebodda områden. Sådana metoder ökar, med cirka 30 % av raketerna som säkert återinträder på ett kontrollerat sätt sedan 2017.

Detta är mycket goda nyheter. Raketkroppar är bland de största föremål vi skickar till rymden och löper stor risk att bli inblandade i katastrofala kollisioner. Alla steg för att säkerställa att de inte stannar kvar i omloppsbana efter maximalt 24 timmar från lanseringen ska firas.

Fler satelliter sätter sig i banor på låg höjd där de naturligt brinner upp

Mängden "trafik" som skickas in i den skyddade regionen med låg omloppsbana – upp till 2000 km i höjd – förändras avsevärt, i synnerhet på grund av spridningen av små satelliter och konstellationer.

Omkring 88 % av de små nyttolaster som skjuts upp i denna region kommer naturligtvis att följa åtgärder för att minska rymdskräp på grund av deras låga höjd, vilket betyder att de bryts upp i jordens atmosfär.

Mellan 30-60 % av all satellitmassa (exklusive från mänskliga rymdfärder) beräknas följa riktlinjerna för uttjänta livslängden av samma anledning.

"Den accelererande ökningen av satelliter som skjuts upp i låg omloppsbana är tydligt synlig i vår senaste rapport, " förklarar Tim Florer, Chef för ESA:s Space Debris Office.

"Vi har observerat grundläggande förändringar i hur vi använder rymden. För att fortsätta dra nytta av vetenskapen, teknik och data som verkar i rymden ger, det är mycket viktigt att vi uppnår bättre överensstämmelse med befintliga riktlinjer för begränsning av rymdskräp vid design och drift av rymdfarkoster. Det kan inte betonas nog – det här är viktigt för en hållbar användning av utrymmet."

Hög grad av minskning av skräp i geostationär omloppsbana

Satelliter som skickas in i det geostationära skyddade området, 35, 586—35, 986 km i höjd, har en mycket hög grad av efterlevnad av skräpreducerande åtgärder. Mellan 85 % och 100 % som nådde slutet av sitt liv detta decennium försökte följa dessa åtgärder, varav 60—90 % gjorde det framgångsrikt.

I geostationär bana, det finns ett tydligt kommersiellt intresse för operatörer att hålla sina vägar fria från nedlagda satelliter och skräp – att inte göra det skulle lägga deras rymdfarkoster, och slutsatsen, i allvarlig risk.

Och nu då?

Systematisk analys av förändrade beteenden i rymden, när det gäller att vidta åtgärder för att minska skräp, ger skäl att vara försiktigt optimistisk – så var det inte för ett decennium sedan.

Om det antas snabbt, uthålliga investeringar i ny teknik för att passivera och avyttra uppdrag kommer att göra det möjligt för vår miljö att klara av den fortsatta ökningen av rymdtrafiken och allt mer komplexa operationer.

Vi måste tänka på rymdmiljön som en delad och begränsad naturresurs. Fortsatt skapande av rymdskräp kommer att leda till Kesslers syndrom, när densiteten av objekt i låg jordomloppsbana är tillräckligt hög för att kollisioner mellan objekt och skräp skapar en kaskadeffekt, varje krasch genererar skräp som sedan ökar sannolikheten för ytterligare kollisioner. Vid denna tidpunkt, vissa banor runt jorden kommer att bli helt ogästvänliga.

ESA arbetar aktivt för att stödja riktlinjerna för den långsiktiga hållbarheten för aktiviteter i yttre rymden från FN:s kommitté för fredlig användning av yttre rymden, inklusive finansiering av världens första uppdrag att ta bort en bit skräp från omloppsbana, hjälpa till att skapa ett internationellt hållbarhetsbetyg i rymden och utveckla teknik för att automatisera kollisionsundvikande och minska påverkan på vår miljö från rymduppdrag.