Højt at flyve: Løbsk kinesisk raket tydeliggør, at der er brug for regler for rum-trafikken
Resterne af den kinesiske raket Long March 5B er nu faldet ned i det Indiske Ocean. Men problemet er kun toppen af isbjerget.
opsendelse_tianhe_long_mach

Her ses en opsendelse af Tianhe-modulet, der er det så stort, at Kina måtte bruge deres største raket, Long March 5B. (Foto: China News Service / CC BY 3.0. Illustration: Videnskab.dk)

Her ses en opsendelse af Tianhe-modulet, der er det så stort, at Kina måtte bruge deres største raket, Long March 5B. (Foto: China News Service / CC BY 3.0. Illustration: Videnskab.dk)

Nu er ventetiden overstået. Søndag morgen faldt resterne af den kinesiske raket Long March 5B ned i det Indiske Ocean lidt vest for øgruppen Maldiverne.

Nedslaget skete altså, som man havde håbet, i et øde område, uden at forvolde nogen skade.

Men hele omtalen har ikke været god for den kinesiske rumfart, og episoden har også sat fokus på et problem, vi er nødt til at tage alvorligt.

Om artiklen forfattere

Helle og Henrik Stub er begge cand.scient'er fra Københavns Universitet i astronomi, fysik og matematik.

I snart 50 år har parret beskæftiget sig med at formidle astronomi og rumfart gennem radio, fjernsyn, bøger og foredrag og kurser.

De står bag bogen 'Det levende Univers' og skriver om aktuelle astronomiske begivenheder for Videnskab.dk, hvor de går under kælenavnet 'Stubberne'.

En risikabel opsendelse

Det hele begyndte 29. april, da Kina opsendte det første modul til deres kommende store Tiangong-rumstation.

Modulet hedder Tianhe, og med en vægt på 22,6 ton er det så stort, at Kina måtte bruge deres største raket Long March 5B. Det er en meget stor raket med en startvægt på omkring 850 ton, og den har en lidt usædvanlig konstruktion med et trin og fire hjælperaketter.

Ved starten antændes både første trin og de fire hjælperaketter. De afkastes undervejs, men de gør det muligt for det store første trin at gå i bane om Jorden.

Det er dette første trin, som man siden opsendelsen har fulgt med nogen bekymring. Det er 33 meter langt med en diameter på 5 meter og vejer omkring 20 ton.

Grundlæggende er første trin bare en stor brændstoftank, men der er tunge metaldele som raketmotorerne, der godt kan overleve en tur ned gennem atmosfæren.

Første trin sendte Tianhe ind i en aflang bane mellem 170 og 375 km over Jorden. Her blev Tianhe så frigjort og ændrede med sine egne styremotorer banen til en cirkulær bane 380 km oppe, hvor den er i en stabil bane.

Men rakettens bane har fra starten været ustabil, fordi den mindste højde over Jorden bare var 170 km. I en så lav bane er det kun muligt at kredse i højst et par uger, før luftmodstanden bliver så stor, at raketten kommer ind i den tætte atmosfære og falder ned.  Kineserne har derfor udmærket godt vidst, hvad der ville ske:

Efter et par uger ville man på grund af luftmodstanden få raketten i hovedet igen. Desuden tumler raketten, fordi den er ude af kontrol, og det gør det ikke bare vanskeligt, men næsten umuligt at bregne en præcis bane.

En sådan opsendelse kan kun beskrives som uansvarlig, fordi en så stor raket vil ikke brænde helt op i atmosfæren. Et par ton vil nok overleve og ramme Jorden, og selv om 70 procent af Jorden er dækket af vand, så er der jo ingen garanti for, at nedfaldet vil ske i havet.

long_march_5

En Long March 5B er en meget stor raket med en startvægt på omkring 850 ton, og den har en lidt usædvanlig konstruktion med et trin og fire hjælperaketter. (Foto: 篁竹水声 / CC BY 4.0)

 

Kunne man have undgået problemet?

Teknisk set er det muligt at undgå problemet med et ukontrolleret nedfald ved at bruge de sidste rester af brændstof til at bremse raketten, efter satellitten er frigjort.

På den måde kan man sørge for, at den enorme raket falder ned, inden den når at gennemføre bare et kredsløb om Jorden – og selv om det er svært at styre præcist, skulle det nok være muligt at sikre, at nedslaget sker over et havområde.

Det kræver dog, at man har så meget ekstra brændstof, at man kan bremse raketten. Måske har Kina presset citronen så meget, at de har brugt alt brændstof til bare at få Tianhe ind i sin bane. Det er også muligt, at man har taget en kalkuleret risiko.

En episode for et år siden taler for den sidste teori - at man bare har håbet, det ville gå godt.

En Long March 5B-raket blev opsendt i maj 2020 med en ubemandet udgave af et nyt kinesisk rumskib. Opsendelsen gik godt, og Long March 5B-raketten blev i den lave bane et par dage, men på sin sidste tur rundt om Jorden fløj den lige hen over New York for så minutter senere at ende sine dage i Afrika, hvor resterne ramte Elfenbenskysten.

Ifølge den amerikanske astrofysiker Jonathan McDowell fra Harvard Universitetet, så endte det således:

Selv om det meste af raketten brændte op, så overlevede flere store metalstænger eller rør nedturen, og de beskadigede flere bygninger i en landsby. Heldigvis kom ingen til skade, men det var nok en ubehagelig oplevelse for beboerne i landsbyen.

En del af et større problem

Den nuværende omtale af Long Mach 5B er kun toppen af isbjerget, da der er godt 2.000 rakettrin i bane om Jorden.

Normalt har man ikke nogen kontrol over udbrændte rakettrin. Men heldigvis er det sådan, at det er sjældent, at et stort første trin går i bane om Jorden.

Langt de fleste raketter består af to trin samt nogle hjælperaketter til starten. Med en sådan raket når det store første trin ikke at gennemføre et helt omløb, før det falder tilbage til Jorden. Her beregnes opsendelsen således, at det store første trin falder ned over et øde havområde.

Det er kun det meget mindre andet trin, der går i bane om Jorden, og det vil normalt være så lille, at det stort set vil brænde helt op, når det kommer ind i atmosfæren.

Undtagelsen er andet trin af måneraketten Saturn 5, som vejede 50 ton – men det er absolut en undtagelse.

Den Europæiske Ariane 5 raket minder lidt om Long March 5, men har netop dette ekstra andet trin. Derfor kommer det 24 meter lange og 12 ton tunge første trin ikke i bane om Jorden.

Kun tre genstande, som er større og tungere end de to Long March 5B-raketter, er faldet ukontrolleret ned. Det er ifølge den amerikanske rumekspert Jonathan McDoewell fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics:

  • Den 77 ton tunge Skylab rumstation, der faldt ned i Australien juli 1979
  • Det 50 ton tunge andet trin af den Saturn 5-raket, som havde opsendt Skylab
  • Den russiske rumstation Salyut 7 sammen med modulet Kosmos 1986. Tilsammen vejede de 43 ton, og nedfaldet skete over Argentina i februar 1975.

I ingen af disse tilfælde skete der personskade eller omfattende skader på bygninger.

Men det ændrer intet ved, at der er et stort behov for bindende regler på området.

Ville være rimeligt at forlange, at Kina passede mere på

Man skal selvfølgelig ikke forbyde den kinesiske måde at opsende på, men det ville nok være rimeligt at forlange, at man ikke bare efterlader en mange ton tung raket i en lav bane om Jorden, og så bare håber på heldet.

Det nærmeste, vi er kommet, er en løs aftale om, at man skal undgå, at raketter og satellitter med en vægt på over 10 ton kommer ukontrolleret ind i atmosfæren. Så vidt vi kan se, er det stort set blevet overholdt siden 1990.

Problemet med de rakettrin og satellitter, som ikke brænder helt op i atmosfæren, er ikke så meget faren for at få noget i hovedet. Men vragdele kan spredes over et betydeligt område og anrette i hvert fald nogen skade.

Og sker der noget, så kan de politiske og måske også økonomiske konsekvenser for den ansvarlige rummagt blive store. Så Kina burde i høj grad have passet mere på.

skylab_rumstation

Den 77 ton tunge Skylab-rumstation, der faldt ned i Australien juli 1979, er én af de tre genstande, der er større og tungere end de to Long March 5B-raketter. (Foto: NASA)

Da USA fik en bøde

I rumfartens historie har der været to berømte nedfald, hvor det ene førte til en bøde for forurening og det andet til en stor erstatningssag, fordi der her var radioaktive materialer indblandet.

Den første sag fandt sted i 1973, da USA opsendte den 77 ton tunge rumstation Skylab, som efter 6 år i rummet kom ind i atmosfæren.

NASA forsøgte til det sidste at få lidt styr på, hvor den skulle ende sine dage, men selv om noget endte i det Indiske Ocean, så faldt store dele af Skylab ned over et heldigvis øde område i det vestlige Australien, nær byen Esperance.

Men lov er lov, så byen sendte et bødeforlæg på 400 dollar til USA for 'littering', altså for at sprede affald i naturen. Den 'glemte' amerikanerne at betale, indtil en radio DJ ved navn Scott Barley fra Californien i 2009 betalte bøden med penge, han havde indsamlet hos sine lyttere.

Med til historien hører også fortællingen om den dengang kun 17-årige Stan Thornton fra Esperance. Selv om han boede i Esperance langt ude på landet, så havde han hørt, at den amerikanske avis San Francisco Examiner havde tilbudt 10.000 dollar til den første, som inden for 72 timer efter nedfaldet kunne aflevere en vragdel.

Det hus, som Thornton boede i, blev faktisk ramt af nogle mindre vragdele, og med en fart, som kun en 17-årig kan præstere, fik han fat på nogle forkullede rester, og på en eller anden måde nåede han et fly til USA, hvor han kunne vise vragdelen til avisen, lige før fristen udløb. Avisen udviste en lidt bedre moral end den amerikanske stat, for de betalte den unge mand på stedet.

Men det var her, NASA for alvor lærte, at det meste af, hvad der kommer op, også har en kedelig tendens til at komme ned igen, og siden da har de også været mere forsigtige.

NASA havde noget uklogt satset på, at rumfærgerne ville være klar så hurtigt, at man med en rumfærge kunne sende Skylab op i en højere og mere sikker bane. Men den første rumfærge fløj først i 1981, to år efter at Skylab var brændt op. Kina burde måske studere Skylab historien lidt nøjere…

En radioaktiv satellit

Den anden sag fandt sted i september 1977. Her opsendte Sovjetunionen en satellit ved navn Kosmos 954. Den gik ind i en lav bane godt 260 km over Jorden med det formål at overvåge den amerikanske flåde ved hjælp af radar fra rummet.

Nu kræver et radaranlæg en del energi, så Kosmos 954 var udstyret med en lille atomreaktor udstyret med 50 kg beriget Uran.

Kosmos 954 skulle efter planen sendes op i en 1.000 km høj bane for at 'køle af' efter endt opgave. Heroppe kan den nemlig kredse i over 1.000 år, før den kommer ind i atmosfæren.

Men noget gik galt. Man mistede kontrollen over satellitten, og man måtte opgive at sende reaktoren op i den høje 'parkeringsbane' til alle de andre reaktorer, som Sovjet havde anbragt der, og som stadig kredser om Jorden.

Så Kosmos 954 forblev sammen med sin reaktor i den lave bane om Jorden, hvorefter den kom ind i atmosfæren over Canada i januar 1978.

Store dele af den 3,8 ton tunge satellit overlevede nedturen, med det resultat at stærkt radioaktivt materiale blev spredt over et 670 km langt område i det nordvestlige Canada, heldigvis i et ret øde område.

Canada startede sammen med amerikanerne 'Operation Morning Light', som ledte efter rester af satellitten over et 124.000 km2 stort område i flere måneder. Man fandt i alt 12 store dele af satellitten, hvoraf de 10 var radioaktive – et par endda stærkt radioaktive.

Den Canadiske regering sendte en regning på 6 mio dollar til Sovjet for oprydningen, men det endte med, at kun det halve blev betalt.

Der skete senere andre uheld med denne type satellitter. Vi kan nævne Kosmos 1402, som faldt ned i februar 1983 med sin reaktor, der indeholdt 50 kg beriget uran. Heldigvis skete nedfaldet over det sydlige Atlanterhav, så resterne af reaktoren ligger på havbunden, hvor den ingen skade kan gøre.

Men historien fortsætter…

Det Tianhe-modul, som Kina opsendte 29, april, er jo kun begyndelsen.

I 2022 følger så de to store moduler, Mentian og Wengtian, der også vejer over 20 ton hver, og det betyder, at vi igen kommer til at opleve, at den enorme Long Mach 5B-raket også her ender i bane om Jorden – og sandsynligvis med samme mangel på kontrol.

Hvor vigtigt det er med aftaler og regler for trafikken i rummet, vil blive meget tydeligt, den dag den over 400 ton tunge rumstation ISS skal sendes på pension.

Man kan ikke bare efterlade den i sin bane om Jorden, for de enorme solpaneler giver så meget luftmodstand, at ISS på mindre end et år vil komme ind i atmosfæren, hvis den ikke med mellemrum får hævet banen.

ISS vil ikke brænde helt op og kan derfor anrette betydelig skade, hvis den falder ned over et beboet område. Så USA og Rusland har allerede aftaler om, hvad man skal gøre.

At få ISS til at falde ned over et øde område i det sydlige Stillehav er ingen nem opgave. Der bliver brug for især de russiske Progress-rumskibe, som sender gods op til rumstationen.

Progress er nemlig udstyrede med nogle styremotorer, men det vil kræve en del rumskibe af denne type og mindst ni ton brændstof til at sørge for, at ISS kommer ind i atmosfæren på en kontrolleret måde.

Men ISS har mange ejere, så man skal være særdeles enige om, hvad man skal gøre, og om man skal søge at 'redde'  enkelte moduler fra at brænde op.

Vi kan kun håbe, at det gode samarbejde vil fortsætte lige til det sidste, for vi kan ikke forlade ISS ved, at enhver bare går til sit.

Det svarer helt til det stærkt stigende behov for en form for trafikregulering i rummet, især nu, hvor der også opsendes tusinder af de nye internetsatellitter.

Uden en sådan regulering kan vi ende med så mange sammenstød ude i rummet, at de mange vragdele, som sammenstødene skaber, kan gøre det meget vanskeligt at opsende nye satellitter.

Rumfarten har brug for regler

Rumfarten har i virkeligheden en udfordring, som er større end en rejse til Mars, nemlig gennem FN at skabe regler for en bæredygtig rumfart, som også tager hensyn til os hernede på Jorden.

Vi lader den nye direktør for NASA, Bill Nelson, få det sidste ord:

»Rumfartsnationer skal minimere risikoen for mennesker og ejendom på Jorden, når rumgenstande kommer ind i atmosfæren, og man skal maksimere gennemsigtighed med hensyn til disse operationer. Det er klart, at Kina ikke opfylder ansvarlige standarder for deres rumaffald.«

»Det er afgørende, at Kina og alle rumfartsnationer og kommercielle enheder handler ansvarligt og gennemsigtigt i rummet for at opnå sikkerhed, stabilitet, og langsigtet bæredygtighed for aktiviteter ude i rummet.«

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs her om, hvordan forskerne tog billedet af atomerme.


Det sker