Svensk satellitspårare ska minska risk för rymdkrockar 

2022-04-24 08:00  

En ny svensk optisk station som ska spåra satelliter i rymden har observerat sin första satellit. Slutmålet är att katalogisera objekt i omlopp kring vår planet.

Antalet objekt i omlopp runt jorden ökar i dramatisk takt. Grunden till detta är bland annat satellitbaserad forskning och företag som skickar upp stora flottor av satelliter för att tillhandahålla världsomspännande internet. 

Det ökande antalet satelliter höjer risken för fler kollisioner vilket i sin tur kan leda till alltmer rymdskrot i omlopp. 2007 testade Kina en anti-satellitmissil på en av sina vädersatelliter, en kollision som ökade rymdskrotet i omlopp kring jorden med 25 procent. Den första kollisionen mellan två satelliter skedde år 2009 mellan den amerikanska Iridium-33 och den ryska Kosmos2251. 

Nyligen genomförde det statliga bolaget Swedish Space Corporation (SSC) sina första tester av en satellitspårande optisk station med ändamålet att katalogisera objekt i rymden som en del i att hantera de allt fler satelliterna i vår närrymd. 

Det är viktigt med en korrekt rymdlägesbild

Jacob Ask är programansvarig för Space Situational Awarness (SSA) på SSC. SSA kallas rymdlägesbild på svenska och går ut på att skaffa sig en bild av läget i rymden för att bland annat undvika satellitkollisioner.

– SSA har varit ett väldigt viktigt område under lång tid, men blev än mer aktuellt 2007 och 2009 när det inträffade två allvarliga kollisioner i vår närrymd. Kollisionerna resulterade i att otroligt många mindre fragment av satelliter hamnade i omlopp runt jorden vilket än i dag påverkar rymdmiljön, säger Jacob Ask som också leder projektet med satellitspåraren. 

Med det stigande antalet satelliter kring jorden blir det alltså allt viktigare med tillförlitlig katalogisering av objektens omloppsbanor för säkrare rymdtrafik. 

– Kortfattat kan man säga att SSA är otroligt viktigt för att undvika kollisioner mellan aktiva och inaktiva objekt i rymden, säger Jacob Ask.

Sista förberedelserna innan det första testet genomfördes. Foto: Michael Risch, Baader Planetarium

Det finns olika sätt att samla in SSA-data. Ett sätt är att använda sig av stora radarinstrument. Ett mer kostnadseffektivt tillvägagångssätt kan vara att använda sig av optiska teleskop, och det är den vägen SSC har tagit i detta projekt. 

– Det är betydligt lägre kostnader. Sen är det olika typer av data man kan få ut. Både volymmässigt, alltså hur många objekt man kan detektera under en viss tidsperiod, och på vilken höjd man enkelt kan detektera objekt på. Med ett optiskt instrument så har vi till exempel inga problem alls att se ut i geostationär bana, vilket är betydligt svårare med en radar, säger Jacob Ask.

Testerna gick över förväntan 

Den optiska stationen har byggts av komponenter som bland annat tillhandahålls av företagen Planewave, Andor och Baader Planetarium. Det sistnämnda har även stått för monteringen av stationen som kommer att spåra satelliter genom det solljus de reflekterar. 

– Det är väldigt få satelliter som har aktiv belysning, men reflekterar solljus gör de. Först detekteras reflekterat solljus från ett objekt och sedan kan vi med bildbehandling och algoritmer jämföra objektets position i förhållandet till stjärnorna under flera bilder för att göra en banbestämning, säger Jacob Ask.  

Stationen är uppbyggd av många komponenter, bland annat två teleskop och två kameror. Men det är framför allt kamerorna som höjer kvaliteten på observationerna. 

– Det är otroligt bra teleskop, men det är valet av kameror som är den stora grejen. Vi har två sCMOS- kameror (scientific complementary metal–oxide–semiconductor) som inte många använder för att generera SSA-data. Det vanligaste är att SSA-stationer har CCD-kameror (charge-coupled device). Vi har alltså snabbare kameror med lågt brus. Detta göra att vi kan göra många fler observationer och ta många fler bilder. Vi kan då maximera varje sekund som vi gör observationer och maximera vår data för att bygga den bästa och mest effektiva stationen i världen, säger Jacob Ask. 

De första testerna genomfördes i mars i år hos Baader Planetarium i Tyskland. Efter att ha varit på plats i tre dagar och satt ihop instrumenten fångades den första satelliten på bild. Teleskopet följde i detta fall satellitens bana som därför syns som en prick på bilden. Stjärnorna runt omkring syns som streck på grund av att slutartiden är längre än noll.

Den första satelliten fångad av satellitspåraren. Foto: SSC

– Vi var väl förberedda inför testerna, men förutsatte att det som kan gå fel kommer att gå fel och att det inte är säkert att vi kommer kunna gör en observation på plats. Men redan efter tre dagar kunde vi göra en observation, det var verkligen över förväntan och jag är stolt över att teamet lyckades få till allting så tidigt, säger Jacob Ask på SSC som leder projektet. 

Den optiska stationen placeras i västra Australien 

Nu när de första testerna är genomförda ska SSC snart att börja leverera SSA-data. 

– När stationen är färdiginstallerad, troligtvis i slutet på sommaren, börjar vi göra observationer i det geostationära bältet. Men vi kommer snart därefter börja göra observationer av lägre flygande satelliter i LEO – low earth orbit. Det är inte så att vi ska fokusera på några specifika satelliter eller objekt. Vi jobbar för att detektera så många objekt som möjligt. Både satelliter och rymdskrot, säger Jacob Ask. 

Målet är att bidra till ett mer hållbart nyttjande av rymden, till exempel genom att bidra till detektering och banuppdatering av rymdobjekt i katalogiseringssyfte. Och SSC vill göra systemet autonomt för att öka effektiviteten. 

– Det vi vill göra är att minimera whitespace så mycket som möjligt – alltså att när vi kan observera så ska vi observera. Och det ska vi kunna göra autonomt på sikt. Vi ska inte behöva ha operatörer som i realtid styr stationen, säger Jacob Ask.

Testerna gjordes i Tyskland i mars i år. Foto: Michael Risch, Baader Planetarium

Stationen kommer att placeras vid SSC:s antennanläggning i västra Australien. Det finns flera fördelar med att placera stationen där. 

– Bland annat har vi ingen horizon mask – det vill säga inga stora byggnader eller andra objekt som stör sikten. Dessutom är västra Australien en av de absolut mörkaste platserna på jorden, vilket gör att natthimlen är helt enastående. Detta möjliggör detektionen av lågt upplysta föremål, säger Jacob Ask.  

Målet är högkvalitativa data

Om allt går som det ska kan fler stationer byggas i framtiden enligt Jacob Ask. Han säger att en eventuell uppskalning av projektet inte är något problem men betonar att det som SSC fokuserar på i dagsläget är att producera så högkvalitativ SSA-data som möjligt. 

Det finns flera aktörer som i dag levererar SSA-data. Bland annat finns Europas konsortium European union space surveillance and tracking (EU SST) som har flera stationer runt om i Europa. Enligt Jacob Ask är flera av deras stationer ursprungligen observatorier för astronomi som blivit ombyggda för satellitspårning. 

SSC ska samarbeta med och dela sin data till flera aktörer. Bland annat kommer de att ingå ett datadelningsavtal med tyska centret för luft- och rymdfart DLR och samarbeta med lokala verksamheter i Australien så som Western Sydney University och Silentium Defence.  

Bill Burrau

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt