Door klimaatverandering staan satellieten in de file

Zorgen over de gevolgen van een hoge CO₂-uitstoot beperken zich meestal tot de aarde en het leven daarop. Bekende symptomen zijn een stijgende zeespiegel, achteruithollende biodiversiteit en een toename van het aantal extreme weersomstandigheden. Maar het broeikaseffect strekt zich veel verder uit, helemaal tot in de ruimte. Door de uitstoot van CO₂ blijkt namelijk een deel van de atmosfeer kleiner te worden.

Het gaat om de thermosfeer, een van de bovenste luchtlagen van de dampkring, op zo’n 85 tot 700 kilometer hoogte. Veel satellieten die we gebruiken voor weersvoorspellingen, navigatie en communicatie draaien daar hun banen om de aarde. Ook het internationale ruimtestation ISS cirkelt er rond. Volgens schattingen bevinden zich op dit moment enkele duizenden satellieten in de thermosfeer. En dat worden er steeds meer.

In de toekomst kan dat gaan knellen, ontdekten wetenschappers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). Krachtige broeikasgassen zorgen er namelijk voor dat de omvang van de thermosfeer afneemt. Dicht bij de aarde veroorzaakt een hogere concentratie CO₂ in de lucht een toename in temperatuur - het welbekende broeikaseffect. Maar hogerop in de dampkring gebeurt het omgekeerde. Daar koelt CO₂ de lucht af, waardoor de thermosfeer samentrekt en krimpt. Als gevolg daarvan neemt ook de luchtdichtheid af.

Dat laatste is problematisch voor satellieten. Die gebruiken de weerstand van een hogere luchtdichtheid als een soort handrem. Oude, afgeschreven satellieten worden door deze handrem langzaam richting de aarde ‘geduwd’, waar ze uiteindelijk op veilige hoogte opbranden. Maar bij een lagere luchtdichtheid gaat dat proces trager, waardoor satellieten langer rond de aarde blijven cirkelen. Er ontstaat dan file in de thermosfeer.

De MIT-onderzoekers becijferden dat de beschikbare ruimte voor satellieten in de thermosfeer tegen het einde van deze eeuw met wel 66 procent kan zijn afgenomen. Met de huidige hoeveelheid satellieten is de kans op botsingen dan een stuk groter. Als er niks gedaan wordt, zo waarschuwen de wetenschappers, kan een kettingreactie aan botsingen ontstaan. In die situatie vliegt er binnen de kortste keren zo veel ruimtepuin rond dat satellieten niet langer ongedeerd een baan om de aarde kunnen maken.

Zo’n kettingreactie wordt het Kessler-syndroom genoemd, vertelt onderzoeker Simon Chabrillat van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie, niet betrokken bij de MIT-studie. 'In recente jaren is dit gevaar reëel geworden vanwege de grote hoeveelheid kleine satellieten die de ruimte in worden gestuurd, vooral vanuit Starlink.'

Dat is een groep satellieten van het door Elon Musk opgerichte SpaceX, die internetverbindingen naar aarde stuurt. Zulke groepen worden ‘megaconstellaties’ genoemd omdat ze uit duizenden kleine satellieten bestaan. Volgens de MIT-onderzoekers voeren megaconstellaties vandaag de dag de druk al flink op in de ruimte. Op bepaalde plekken in de thermosfeer wordt de maximale capaciteit nu al genaderd, schrijven ze in hun onderzoek.

'Bedrijven als SpaceX en Amazon zullen dus niet zo veel kunnen groeien als ze misschien hadden gehoopt', zegt Chabrillat. 'Het laat zien dat óók ruimte-technologie zijn limiet kent door de gevolgen van klimaatverandering.'

Op aarde zullen we van de satellieten-file gelukkig niet snel iets merken, denkt Chabrillat. Hij benadrukt dat zeventig procent van het aardoppervlak uit water bestaat en dat bovendien een groot deel van het landoppervlak onbewoond is. 'In de toekomst hebben we vanwege de beperkte capaciteit ofwel een kleine hoeveelheid grote satellieten, ofwel een grote hoeveelheid kleine satellieten. Het is heel uitzonderlijk dat grote satellieten neerstorten op aarde, en kleine satellieten branden allemaal op in de atmosfeer. Wat dat betreft zie ik de toekomst dus niet zo somber in.'