Satellitter og søppel truer ozonlaget og sikkerheten i verdensrommet

Vi har et søppelproblem i verdensrommet.  

– Problemet blir bare større og større, sier Rannveig Færgestad.

Hun forsker på romfartsteknologi ved NTNU Institutt for konstruksjonsteknikk.  I doktorgraden sin har hun utviklet datamodeller som viser hva som skjer når biter av romsøppel krasjer med romfartøy. Med en snittfart på sju kilometer i sekundet kan selv en bitteliten bit gjøre stor skade.  

Rannveig Færgestad. Foto: Privat VIS MER

Rakett-rester og satellitter

Romsøppel er rester av raketter, drivstoff, og hele eller deler av satellitter som ikke lenger virker. Mye av søpla suser rundt i de lavere jordbanene under 2000 kilometers høyde, eller er på vei ned i atmosfæren. I luftlaget rundt kloden brenner det opp, fordi luftmotstanden skaper voldsom friksjon.     

Alle romfartøy som har mennesker ombord, er kledd med ulike typer beskyttende skjold. Det er slike skjold Rannveig Færgestad forsker på, for å gjøre dem så sikre som mulig.   

Trussel nummer én 

En av veilederne hennes er tidligere astronaut Kevin Anthony Ford fra NASA (National Aeronautics and Space Administration). Han har tre romferder bak seg, og vært kommandør på Den internasjonale romstasjonen, ISS. Nå er han med i et team av rådgivere som hele tiden vurderer sikkerhetssituasjonen for ISS.   

– Teamet sier nå at romsøppel er risiko nummer én, forteller Færgestad.  

Det mest katastrofale er hvis noe treffer deler av romstasjonen hvor det er folk. Går det hull, forsvinner trykket, og astronautene dør tvert.

Tidoblet oppskyting på 10 år 

Mer enn 20 000 objekter er skutt opp i rommet siden den russiske Sputnik 1-satellitten åpnet ballet 4. oktober 1957.  Det utgjør 50 tusen tonn. Noe er kommet tilbake, men 10 000 tonn fyker fortsatt rundt, i følge ESA.

Denne 70 kilo tunge delen fra en amerikansk Delta-2 rakett traff bakken i Saudi Arabia i 2001. Foto: Space Research Institute, King Abdulaziz City for Science and Technology, Riyadh, Saudi Arabia VIS MER

Sommeren 2025 flyr mer enn 14 000 aktive eller døde satellitter i bane rundt jorda. I gjennomsnitt treffer ett, ukontrollert objekt ett sted på kloden hver uke.
I 2024 ble nesten 2 900 satellitter, romsonder og andre ting skutt opp, ifølge United Nations Office for Outer Space Affairs. Det er mer enn en ti ganger så mange som for 10 år siden.  

Les mer: Roboter kan finne og fjerne skrot i verdensrommet

Romsøppel fyller opp banene 

Fortsetter vi å skyte opp like mye utstyr, øker risikoen for krasj. Den kan bli så stor, at det bli krevende og dyrt å utvikle skjold som beskytter godt nok mot så kraftige påkjenninger. Forskere advarer mot kollisjoner som igjen kan føre til kjedekollisjoner. Mye kan settes ut av spill. Som kommunikasjon og navigasjon, TV-signaler, banktjenester, klima- og værvarsel. 

I verste fall kan krasj ødelegge hele baner.  

Satellitter og selvskading

– Det kan rett og slett bli vanskelig å bruke banene til noe fornuftig, sier Rannveig Færgestad. 

Kollisjonsmodellene til ESA viser at selv om alle oppskytinger slutter brått i år, vil tallet på kollisjoner allikevel fortsette å øke de neste 200 årene.  Mange selskaper har allerede et stort apparat med ingeniører som jobber for å holde satellittene trygge og styre dem unna kollisjoner, forteller NTNU-forskeren. 

Flytter ISS årlig

På ISS og den kinesiske romstasjonen er det mennesker hele tiden. Dersom det er risiko for at stasjonen blir truffet, kan stasjonen flyttes nok til å unngå kollisjon. ISS-astronautene gjør faktisk en slik unnamanøver minst én gang i året.   
  
– Det mest katastrofale er hvis noe treffer deler av romstasjonen hvor det er folk. Går det hull, forsvinner trykket, og astronautene dør tvert, sier Færgestad.  

Les mer: – Jeg tror vi hører til i rommet
  
De centimeter-store bitene er særlig skumle. Ennå har de ikke truffet de delene av romstasjonen der astronautene oppholder seg, men har laget et godt synlig hull i en robot-arm på ISS.   

Robotarmen på ISS ble truffet av en mikrometeoritt på 1 millimeter i 2021. Hullet (midt i bildet) var godt synlig. Foto: ESA/NASA-A.Mogensen VIS MER

Elon er elefanten i rommet   

Elefanten i verdensrommet er Elon Musk. Han er verdens rikeste mann, og kontrollerer satelittnettet Starlink. Målet er å levere internett til hele planeten. Ukraina er for eksempel helt avhengige av Starlink i sin militære kommunikasjon og i droneoperasjoner i krigen mot Russland.   

Starlink alene har skutt opp nærmere 8 000 satellitter siden 2018. De har grønt lys for å sende opp 40 000 totalt.  Andre slike megakonstellasjoner, altså store private grupperinger, har lignende planer. 28 april 2024 skjøt Amazon opp de første 27 av sine over tre tusen planlagte Kuiper-satellitter. Kommunikasjonsnettverkene som OneWeb, Telesat, og kinesiske StarNet står i kø.
Det betyr, bokstavelig talt, at tallet på satellitter går til himmels.   

Satellitter kan svekke ozonlaget 

I en Nature-artikkel fra 2021 advarte forskere fra University of British Columbia i Canada om at Starlink-satellittene kan true ozon-laget som beskytter oss mot UV-stråling. Siden har flere forskningsmiljø fulgt opp. En vanlig satellitt kan veie rundt 250 kilo. Før eller siden slutter de å virke, akkurat som TV-en eller vaskemaskinen din. Da returnerer de til atmosfæren, brenner opp, og utvikler rundt 30 kilo aluminiumstøv som kan svekke ozonlaget.  

Dumpingen kan gi en storstilt, ukontrollert endring av den naturlige kjemien i atmosfæren, advarer ekspertene.  

Mange satellitter dør daglig

Mange av de første StarLink-satellittene har allerede nådd pensjonsalder. Bare i januar 2025 hadde 120 av dem mistet så mye høyde at de falt ned i atmosfæren og brant opp. Det er helt etter planen, og hver dag skjer dette med 4-5 utrangerte StarLink satellitter, ifølge satelitt-sporere ved Harvard Center for Astrophysics.  
  
Scenarier fra amerikanske forskere sier at megakonstellasjonene til sammen kan tilføre atmosfæren 360 tonn aluminiumoksidforbindelser hvert år, når satellittene deres tas ut av drift. Partiklene faller langsomt, så det kan ta 30 år før de når ozonlaget – og vi oppdager det.  

– Det er bekymringsfullt, sier Rannveig Færgestad.  

I 2019 startet SpaceX oppskytingen av satellittene til kommunikasjonssystemet Starlink. Nærmere 8 000 satellitter er skutt opp, og  tilbyr internettdekning til store deler av jorda. Foto: SpaceX/Flickr VIS MER

Må rydde opp  

Satellittene benyttes mye til å overvåkning av miljø og klima. De følger med på havnivåer, algeoppblomstringer, isbreer som smelter, jordskred, flommer, overfiske og klimaendringer. Det jobbes med saken, blant annet gjennom ESA´s Zero debris approach.  Alle som sender opp ting i verdensrommet nå, må ha en plan for hva de skal gjøre med det når utstyret slutter å virke.   

Gravplass i hav og rom    

For satellittene i lavere jordbane kan ingeniørene bruke de siste restene av energien i satellitten på å bremse dem.  Da mister de høyde og brenner opp når de når atmosfæren.   
  
Satellittene som går i de høyeste banene kan flyttes til egne kirkegårdsbaner. Disse ligger så langt unna at det ikke er noen kollisjonsfare.  

For større ting, som kapsler eller fartøy, har romfarten valgt seg klodens mest avsidesliggende sted. «Point Nemo eller «Den oseaniske utilgjengelighetspolen» i Stillehavet, som ligger over 2600 kilometer fra land. Der, på 3 000 meters dyp, ligger verdens største gravplass for romfartøy.     

Hvert gram koster   

Høsten 2025 skal Rannveig Færgestad forsvare doktorgraden sin ved NTNU. Hun sier at oppmerksomheten rundt sikkerheten for den ubemannede romfarten øker. Nå skal også satellitter og romsonder beskyttes av skjold.   

Under doktorgraden jobbet Rannveig Færgestad et halvår hos NASA, Houston Texas. Her er hun sammen med astronaut Sunita Williams, som sammen med Butch Wilmore, strandet 9 måneder på ISS i 2023/24.  Foto: Privat    VIS MER

Hvert gram utstyr som sendes opp, koster penger. Derfor handler alt om å krympe vekt. Færgestads forskning bidrar til å gjøre skjoldene så lette – og sikre – som mulig. Bare på ISS alene finnes flere hundre typer og kombinasjoner av skjold. Ulike deler kan bestå av ulike materialer og vil reagere forskjellig om de blir truffet. Derfor trenger de også ulik beskyttelse.   

Lag på lag på lag    

Beskyttelsesskjoldene er 10-15 centimeter tykke og består av flere paneler i materialer som kevlar, karbonfiber, glassfiber og skum. Ytterst er det oftest aluminium. Mellom hvert panel er det et luftrom. Hvis en bit romsøppel kommer susende og treffer skjoldet, vil luftrommet mellom panelene ta av for støtet. 

– Nøyaktig hva som skjer hvis noe smeller inn i skjoldet, kommer an på hastighet, temperatur og materialet, forklarer forskeren.   

Går det saktere enn tre kilometer i sekundet, brytes søppelet i mindre biter. Ved sju kilometer eller mer, løses alt opp til en sky av smeltede dråper. Luftrommene gir fragmentskyen får rom til å bre seg utover. Slik spres energien over et større område på de neste lagene. 

De mest ekstreme påkjenningene 

Fysikken er uhyre kompleks, og utfordrende å beskrive i datamodeller.  
 
– Vi snakker sjokkfysikk, slår hun fast.  

Det handler altså om å forstå hvordan materialene oppfører seg under de mest ekstreme påkjenningene som finnes: som eksplosjoner, meteorittnedslag – og kollisjoner i hyperhastighet i verdensrommet.  

Et romsøppelskjold beskytter mot fragmenter som trenger gjennom og skader personer eller utstyr bak skjoldet.   Her driver et skjold vekk fra ISS etter at det ble løsnet, fjernet og kastet ut under reparasjon på et kontrollsystem i 2019.  Foto: NASA VIS MER

Tester i Italia og USA    

For å lage datamodeller som kan simulere så nøyaktig som mulig hva som skjer, må forskerne også gjøre fysiske tester. Testene trengs for å sjekke om datamodellene mest mulig nøyaktig gjengir det som skjer i virkeligheten.   
  
Rannveig Færgestad har testet paneler ved hyperhastighets-labene til NASA i New Mexico, og Padova-universitetet i Italia. Der har de gasskanoner som kan skyte prosjektiler opptil henholdsvis 7 og og 5,5 kilometer i sekundet. Alle testene ble filmet med høyhastighetskameraer som tar opptil én million bilder per sekund.   
Hun er fornøyd med resultatene. Oppførselen i laboratorietestene og simuleringene hennes på datamaskinen ser ut til å stemme veldig bra overens.   

Større verktøykasse    

30-åringen har valgt seg en smal nisje der hun er nokså alene i Norge. På dette feltet skjer små forbedringer, steg for steg.   
  
– Det er nok ikke sånn at «wow, dette blir det nobelpris av», smiler hun.   
  
– Men kunnskapen og forståelsen øker. Verktøyene blir bedre. Datamaskinene får mer regnekraft. Vi prøver å gjøre verktøykassen for alle som driver med romfart større, bedre, og så pålitelig som mulig.  
  
Når utstyret blir sikrere, vil det også vare lenger før det slutter og virke og blir til skummelt romsøppel.  

– Astronaut? Ja takk!

Hun kaller seg @spacetrashgirl på Instagram: – Jeg vil vise at det er mulig, med en helt vanlig bakgrunn, å jobbe med kule morsomme ting. Hvis man bare har litt pågangsmot, sier Rannveig Færgestad. Foto: Privat VIS MER

Helt siden hun gikk på videregående i Drøbak og deltok på European Space Camp på Andøya, har Færgestad vært glødende opptatt av romfart og romteknologi.   
  
Høsten 2025 begynner hun som Space Debris Mitigation Engineer i italienske Thales Alenia. Dette er ett av de store romfartselskapene i Europa. De har bygget mye for ISS. For tiden bygger de moduler til romstasjonen rundt månen, de lager fartøy for månelandinger, og for ubemannede fartøy som skal til Venus.   

– Hvor lenge ville du tenkt deg om hvis du fikk tilbud om å bli astronaut?  

– Det er ikke noe å tenke på. Får man en sånn mulighet, griper man den.