SpaceX van Elon Musk en zijn concurrenten realiseren een betrouwbare en redelijk snelle satellietinternetdienst dankzij een groeiende armada van fonkelende satellieten die boven hun hoofd cirkelen. Via zijn constellatie van meer dan 6.000 satellieten van 500 pond biedt de Starlink-internetdienst van SpaceX naar verluidt al breedbandtoegang aan ongeveer drie miljoen wereldwijde gebruikers, van wie sommigen zich op afgelegen locaties bevinden die niet worden bediend door traditionele internetproviders. Maar wat gebeurt er als al die verouderende satellieten hun doel niet langer dienen?
Een nieuw rapport van de milieuorganisatie PIRG waarschuwt dat de huidige aanpak van het ontmantelen van oude satellieten, waarbij ze meestal worden verbrand bij terugkeer, betekenisvolle regels en voorschriften ontbeert. Dat gebrek aan toezicht zou volgens hen kunnen leiden tot een toename van gevaarlijk ruimteafval dat de aarde raakt, vooral omdat concurrerende satellietinternetbedrijven zich haasten om tienduizenden nieuwe satellieten in een baan om de aarde te bouwen en te lanceren. PIRG schat dat SpaceX alleen al elke dag 29 ton oud materiaal in de atmosfeer van de aarde zal laten terugkeren als het in staat is de gewenste satellietconstellatie te realiseren. De organisatie schat dat dit ongeveer het gewicht is van één Jeep Cherokee die elk uur uit de ruimte terugkeert. Tot nu toe lijkt niemand de langetermijngevolgen van al dat vurige afval echt te begrijpen.
“Er is te veel onbekend over de milieueffecten van raketemissies, ruimteschroot en het opnieuw binnendringen van satellieten op onze atmosfeer, aarde en klimaat, gezien het enorme aantal voorgestelde satellieten”, schreef PIRG in zijn rapport. “Gezien de omvang van de voorgestelde mega-satellietconstellaties en hun beschikbaarheid die constante aanvulling vereisen, kunnen we niet wegkijken van de milieuschade van de ruimtevaartindustrie, omdat we aannemen dat het sciencefiction is. De wetenschappelijke realiteit van milieuschade komt snel dichterbij.”
LEO-satellieten maken een ongekende groei door
Satellieten met internettoegang dateren uit het begin van de jaren 2000, maar hun aantal is de afgelopen vijf jaar toegenomen, voornamelijk dankzij een golf van lanceringen in lage omloopbanen (LEO) door SpaceX. Satellieten in een lage baan om de aarde opereren op een hoogte van ongeveer 2000 kilometer of minder, aanzienlijk lager dan de geospatiale satellieten die verantwoordelijk zijn voor diensten als GPS en oudere, vreselijk trage internetdiensten. Deze relatieve nabijheid tot het oppervlak en hun brede dekking maken dit soort satellieten ideaal voor draadloze internetverbinding. Het International Space Station (ISS) wordt ook onderhouden in LEO.
SpaceX heeft momenteel ongeveer 6.000 satellieten in LEO, maar is van plan dat aantal in de loop van vele jaren uit te breiden tot 40.000 om zijn constellatie te bouwen. En de onderneming van Musk staat niet op zichzelf. Concurrenten, vooral Amazon’s Project Kuiper en OneWeb, geven miljarden uit om hun eigen constellaties te lanceren. China is eveneens van plan om minstens 15.000 satellieten in hetzelfde ruimtegebied te lanceren. In theorie zouden deze dichtere netwerken van satellieten moeten leiden tot een grotere dekking, wat een sneller internet voor gebruikers betekent. Het verhoogde ook radicaal de hoeveelheid materiaal die in de ruimte werd gegooid en uiteindelijk weer naar beneden zou moeten komen.
Vanaf dit jaar zijn bedrijven die een vergunning hebben van de Federal Communications Commission (FCC) om in LEO te opereren, verplicht hun satellieten na vijf jaar uit de baan te halen. Dit vermindert vermoedelijk de hoeveelheid rommel in de lucht, maar kan ook het aantal re-entry-gebeurtenissen vergroten. Het betekent ook dat satellietinternetbedrijven waarschijnlijk extra satellieten zullen lanceren ter vervanging van de satellieten die ze niet meer gebruiken.
Een overvolle satellietruimte kan het risico op puin of milieuschade vergroten
Ruimteafval verbrandt niet altijd voordat het het aardoppervlak bereikt. Vorig jaar nog kwam een stuk van een pallet van ongeveer 0,7 kilogram die uit het ISS werd geworpen opnieuw de atmosfeer van de planeet binnen en baande zich een weg door een huis in Naples, Florida. Gelukkig raakte de eigenaar van het huis niet gewond. Onlangs heeft het Glamping Collective in de bergtoppen van North Carolina ook een paneel van 90 kilo gevonden dat verband zou houden met de Dragon Crew-7-missie van SpaceX. Deze Chicken Little Horrorverhalen zijn zeldzaam, maar PIRG en anderen zijn bang dat ze vaker zullen voorkomen naarmate het totale aantal satellieten dat de nachtelijke hemel vult snel toeneemt. De steeds drukker wordende LEO vergroot ook het risico op botsingen tussen satellieten en andere objecten die gevaarlijk puin kunnen veroorzaken.
SpaceX reageerde niet onmiddellijk Populaire wetenschappen verzoek om commentaar.
Stukken gloeiend satellietafval zijn niet de enige zorg. Een recent preprint-artikel gepubliceerd door een onderzoeker aan de Universiteit van IJsland suggereert dat zelfs goed uitgevoerde geplande herintredingen een “geleidend stof” van metaal zouden kunnen creëren dat de bovenste atmosfeer van de aarde bedekt. De onderzoeker beweert dat hoge niveaus van aluminium, een ander geleidend materiaal dat door brandende satellieten in de atmosfeer wordt uitgestoten, zou kunnen leiden tot ‘verstoringen in de magnetosfeer’, waardoor theoretisch hogere niveaus van kosmische straling het oppervlak zouden kunnen bereiken.
Onderzoekers van de University of Southern California schrijven elders Geofysische onderzoeksbrieven schatten dat de luchtvervuiling door aluminiumoxide, veroorzaakt door het toenemende aantal verbrande satellieten, mogelijk de ozonlaag van de aarde kan beschadigen. Een uitgeputte ozonlaag zorgt ervoor dat meer UV-straling het aardoppervlak bereikt, wat kan leiden tot een zwakker immuunsysteem en een hoger aantal gevallen van sommige soorten kanker bij de mens.
“We moeten ons niet overhaasten om satellieten op deze schaal te lanceren zonder er zeker van te zijn dat de voordelen de potentiële gevolgen rechtvaardigen van het lanceren van deze nieuwe megaconstellaties en vervolgens opnieuw onze atmosfeer binnendringen om te verbranden en/of puin te creëren”, schrijft PIRG.
Striktere milieubeoordelingen zouden de terugkeer van satellieten veiliger kunnen maken
PIRG stelt dat tenminste een deel van deze onzekerheid over wat er met al die satellieten gebeurt als ze klaar zijn voor hun pensioen voortkomt uit een gebrek aan regelgeving. De Federal Communications Commission (FCC), die in de VS gevestigde satellietinternetprojecten goedkeurt, heeft satellietexploitanten vrijstelling verleend van milieubeoordelingen. Deze praktijk, die begon toen ruimtevaartoperaties grotendeels door NASA of andere overheidsinstanties werden uitgevoerd, is blijven bestaan in een ruimtevaarttijdperk dat werd gekenmerkt door winst en privatisering. Critici beweren dat het ontbreken van een alomvattend milieuonderzoek van het gebied zou kunnen leiden tot vervuiling en vernietiging van habitats op het niveau van de lancering, en dat dit bij terugkeer zou kunnen voortduren met milieuproblemen. Het Government Accountability Office (GOA) 2022-rapport riep de FCC op om die uitzondering op te heffen, maar dat is nog niet gebeurd.
“Dat het lanceren van 30.000 tot 500.000 satellieten in een lage baan om de aarde niet eens een milieuanalyse rechtvaardigt, is in strijd met het gezond verstand”, schreef PRIG.
De FCC reageerde niet onmiddellijk Populaire wetenschappen verzoek om commentaar.
Naast het oproepen van PIRG om de regels voor milieubeoordeling te herzien, roept de organisatie de FCC op om onmiddellijk op pauze te drukken bij alle nieuwe LEO-satellietlanceringen en “te beoordelen voordat je vertrekt” bij het goedkeuren van nieuwe projecten. De PRIG pleitte ook voor een bovengrens of plafond voor het totale aantal satellieten dat op een bepaald moment in een baan om de aarde wordt ingezet.
Maar net zoals het is gebeurd met vooraanstaande technologen die technologiebedrijven oproepen om de generatieve AI-ontwikkeling te pauzeren, lijkt een aanzienlijke vertraging van nieuwe satellieten op korte termijn onwaarschijnlijk. Sommige schattingen suggereren dat LEO tegen het einde van het decennium gevuld zou kunnen zijn met maar liefst 58.000 satellieten. Meer satellieten kunnen de prestaties van satelliet-internetdiensten verbeteren, wat aantrekkelijk zou kunnen worden voor de grofweg 2,6 miljard mensen wereldwijd die momenteel geen breedbandtoegang hebben als gevolg van een combinatie van infrastructuur en kostenbeperkingen. Sterkere milieubescherming en strengere normen rond terugkeerprocedures kunnen echter het vertrouwen helpen vergroten naarmate satellieten alomtegenwoordiger worden.