Prediction and Avoidance: Elements in debris protection

The Voice of Russia
North Korea may conduct another nuclear test – periodical
The Voice of Russia
Space surveillance has revealed no signs of preparations for explosions so far. But the South Korean Minister for Unification, unhealthy Yu Woo-ik, malady
points out that Pyongyang's nuclear tests normally follow missile tests as the previously gained experience shows.

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The Voice of Russia
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Space Ref (press release)
Global workshop assesses asteroid 2011 AG5
Space Ref (press release)
… worry about, information pills
Europe is keeping track of the asteroid, buy cialis ” says Detlef Koschny, Head of the Near-Earth Object team at ESA's Space Situational Awareness office.

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and more
Washington Times
Pentagon's caginess over N. Korean launch puzzles experts
Washington Times
Mr. McDowell said space surveillance data show four objects in orbit associated with the North Korean launch — the satellite that was affixed to the rocket and presumably debris from the rocket's final stage, more
a common occurrence for any satellite launch.

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resuscitation
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Zee News
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Amateur astronomers boost ESA's asteroid hunt
Phys.Org
ESA's Space Situational Awareness (SSA) programme is keeping watch over space hazards, tooth
including disruptive space weather, debris objects in Earth orbit and asteroids that pass close enough to cause concern. The asteroids – known as 'near-Earth

Amateur astronomers to boost hazardous asteroids huntZee News
ESA Teaming Up With Amateur Astronomers To Spot Near Earth ObjectsRedOrbit
Crowdsourcing the Hunt for Potentially Dangerous AsteroidsUniverse Today

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Today (23rd September 2012) an interview with my colleague Gian Maria Pinna and myself was published in La Razon newspaper. The interview was about the problem of space debris, sickness the steps ESA is taking to tackle this issue and the deployment of the first European radar specifically designed for debris surveillance.

The original article can be found here. The text of the interview can be found below. If you would like to see it in English, more about then just click on the ‘Translate’ button.

23 Septiembre 12 – Madrid – Pilar Pérez

Hace tiempo que el espacio dejó de ser un lugar vacío y solitario. Hoy día, approved ahí afuera hay cantidad de basura espacial excedente de los intentos del hombre por conquistar los rincones del Sistema Solar. De hecho, la Agencia Espacial Europea (ESA) estima que, de los más de 6.000 satélites lanzados desde el comienzo de la era espacial, menos de 1.000 se mantienen operativos, mientras que el resto ha vuelto a entrar en la atmósfera o sigue en órbita abandonado a su suerte. Esa situación, según la agencia, implica un alto riesgo de generar nuevos fragmentos de basura espacial si sus baterías o el combustible que queda en sus depósitos llegasen a explotar. Por eso, han decidido desarrollar un programa de radares que controle esta situación y avise antes de un grave accidente.

[caption id="attachment_3671" align="alignleft" width="300"] A snapshot of debris [image: ESA][/caption]Al menos 16.000 objetos de más de diez centímetros de diámetro y cientos de millones de pequeñas partículas orbitan a velocidades de vértigo alrededor de la Tierra, en muchos casos interponiéndose en la trayectoria de naves espaciales o satélites artificiales y amenazando su integridad física. Estos escombros galácticos son en su mayoría grandes restos de cohetes, viejos satélites ya en desuso o componentes de artefactos espaciales, como motas de polvo o trozos de pintura. La colisión de una nave espacial o un satélite con estos residuos puede suponer un daño grave y costoso de reparar, así como la generación de más fragmentos que se acumularían en torno a la Tierra en forma de basura espacial.

«Un ejemplo sobre el potencial dañino de esos restos, un tornillo de aluminio de apenas dos centímetros que sobrevuele la Tierra a una velocidad de 7,5 kilómetros por segundo tiene un “diámetro letal” suficiente como para destruir un satélite y provocar su explosión, debido a la energía que contiene», explica Emmet Fletcher, director de Vigilancia y Seguimiento Espacial de la ESA. Incluso si no se volvieran a lanzar ya nuevos satélites, las simulaciones muestran que los niveles de fragmentos en órbita seguirían aumentando, situación por la que la ESA justifica la puesta en marcha de su programa Conocimiento del Medio Espacial (SSA).

Gian Maria Pinna, el responsable del segmento Tierra del programa Conocimiento del Medio Espacial de la ESA, explica en qué consiste la puesta en marcha de un conjunto de radares y telescopios que puedan dar la voz de alarma de futuras colisiones y cómo establecer una serie de protocolos de transmisión a las diferentes agencias espaciales internacionales. «Nosotros vamos a adelantarnos a las circunstancias y a prever las situaciones peligrosas. Nos limitaremos a informar a los dueños de los satélites antes de la colisión y serán ellos quienes decidan cómo se modificará la órbita», explica Pinna.

El nuevo radar, que contará con dos centros en las afueras de París, tendrá un coste de cuatro millones de euros y será construido por el centro de investigación francés Onera conjuntamente con cinco socios industriales de España, Francia y Suiza. Las observaciones del radar se cotejarán con las que lleve a cabo el encargado por la ESA al grupo español Indra en 2010. El radar que fabrica Indra es monoestático, es decir, que tiene una única estación desde la que se emiten energía electromagnética hacia un objetivo y analiza la señal que recibe. El nuevo es biestático, lo que significa que la señal se lanza desde un centro de forma continua y el rebote se recibe en otro.
Las mediciones de estos dos centros, muy aptos para detectar objetos que se encuentran en órbitas bajas, se completarán con una compleja red de sensores, que incluirán centros de procesamiento y telescopios ópticos, más adecuados para la detección de desechos que se encuentran en órbitas medias o geoestacionarias. «Además, contamos con el apoyo de distintos telescopios. Trabajamos para ampliar la abertura de sus espejos primarios y que el espectro que nos dejan vislumbrar supere el metro actual, y mejorar así la sensibilidad de detección de cuerpos extraños», explica Fletcher. El objetivo no sólo se ciñe a la basura, sino que también «tiene en cuenta la aparición de meteoritos o asteroides», añade Fletcher.

Papel de España
En este sentido, los expertos destacan el papel de España, con la participación de los telescopios para las órbitas geoestacionarias de la ESA Tenerife –en concreto en el Teide– y de Granada. Asimismo, el radar monostático, que prepara Indra y que será puesto en marcha en los próximos meses, tendrá su sede en la localidad madrileña de Santorcaz. «España lidera parte del programa del control de la basura espacial y es desde el ESAC donde se coordinará el proyecto», apunta Pinna.


Today (23rd September 2012) an interview with my colleague Gian Maria Pinna and myself was published in La Razon newspaper. The interview was about the problem of space debris, sickness the steps ESA is taking to tackle this issue and the deployment of the first European radar specifically designed for debris surveillance.

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23 Septiembre 12 – Madrid – Pilar Pérez

Hace tiempo que el espacio dejó de ser un lugar vacío y solitario. Hoy día, approved ahí afuera hay cantidad de basura espacial excedente de los intentos del hombre por conquistar los rincones del Sistema Solar. De hecho, la Agencia Espacial Europea (ESA) estima que, de los más de 6.000 satélites lanzados desde el comienzo de la era espacial, menos de 1.000 se mantienen operativos, mientras que el resto ha vuelto a entrar en la atmósfera o sigue en órbita abandonado a su suerte. Esa situación, según la agencia, implica un alto riesgo de generar nuevos fragmentos de basura espacial si sus baterías o el combustible que queda en sus depósitos llegasen a explotar. Por eso, han decidido desarrollar un programa de radares que controle esta situación y avise antes de un grave accidente.

[caption id="attachment_3671" align="alignleft" width="300"] A snapshot of debris [image: ESA][/caption]Al menos 16.000 objetos de más de diez centímetros de diámetro y cientos de millones de pequeñas partículas orbitan a velocidades de vértigo alrededor de la Tierra, en muchos casos interponiéndose en la trayectoria de naves espaciales o satélites artificiales y amenazando su integridad física. Estos escombros galácticos son en su mayoría grandes restos de cohetes, viejos satélites ya en desuso o componentes de artefactos espaciales, como motas de polvo o trozos de pintura. La colisión de una nave espacial o un satélite con estos residuos puede suponer un daño grave y costoso de reparar, así como la generación de más fragmentos que se acumularían en torno a la Tierra en forma de basura espacial.

«Un ejemplo sobre el potencial dañino de esos restos, un tornillo de aluminio de apenas dos centímetros que sobrevuele la Tierra a una velocidad de 7,5 kilómetros por segundo tiene un “diámetro letal” suficiente como para destruir un satélite y provocar su explosión, debido a la energía que contiene», explica Emmet Fletcher, director de Vigilancia y Seguimiento Espacial de la ESA. Incluso si no se volvieran a lanzar ya nuevos satélites, las simulaciones muestran que los niveles de fragmentos en órbita seguirían aumentando, situación por la que la ESA justifica la puesta en marcha de su programa Conocimiento del Medio Espacial (SSA).

Gian Maria Pinna, el responsable del segmento Tierra del programa Conocimiento del Medio Espacial de la ESA, explica en qué consiste la puesta en marcha de un conjunto de radares y telescopios que puedan dar la voz de alarma de futuras colisiones y cómo establecer una serie de protocolos de transmisión a las diferentes agencias espaciales internacionales. «Nosotros vamos a adelantarnos a las circunstancias y a prever las situaciones peligrosas. Nos limitaremos a informar a los dueños de los satélites antes de la colisión y serán ellos quienes decidan cómo se modificará la órbita», explica Pinna.

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symptoms
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Space Realities Require New Way of Thinking, Official Says
Department of Defense
As such, Schulte said, Secretary of State Hillary Rodham Clinton and US Strategic Command, based at Offutt Air Force Base, Neb., have weighed in this year to take deliberate steps in negotiating space situational awareness agreements with countries

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There have been a large number of comments regarding the development of international agreements. bronchi ,16015140, help 00.html”>This article from DW goes into detail into the negotiations between states and groups of states to develop an international code of conduct. This code or agreement or treaty (however this all comes out) is designed to persuade countries or organisations to be responsible when launching satellites into orbit. As the article states:

[…] the EU has just announced plans to invest in a massive undertaking – it is launching negotiations with state and private sector bodies to regulate outer space activities and deal with the masses of space junk orbiting our planet.

The European Union’s draft proposal – “International Code of Conduct for Outer Space Activities” – was unveiled as 110 participants from more than 40 countries gathered for a multilateral meeting in Vienna

.

Of course, in order to verify compliance with any treaty (or code-of-conduct or agreement), a space surveillance system needs to be used. At the moment, the US STRATCOM system is the only one that is at least publishing the positions of a large portion of the orbital population; but there is a need for a parallel system to provide correlation of this data. No such system exists today, but with the growing interest for regulation (or self regulation) of the near space environment, there is an urgent need for this system to be developed and deployed without delay.
There have been a large number of comments regarding the development of international agreements. bronchi ,16015140, help 00.html”>This article from DW goes into detail into the negotiations between states and groups of states to develop an international code of conduct. This code or agreement or treaty (however this all comes out) is designed to persuade countries or organisations to be responsible when launching satellites into orbit. As the article states:

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.

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National Post

Posted Toronto Political Panel: Looking for answers after the Eaton Centre
National Post
Goldsbie: The Creba tragedy on Yonge Street prompted the provincial government to grant the Toronto Police the funds to set up a public-space surveillance (CCTV) program, so that they could be seen to be doing something. It wasn't, however,

There have been a large number of comments regarding the development of international agreements. bronchi ,16015140, help 00.html”>This article from DW goes into detail into the negotiations between states and groups of states to develop an international code of conduct. This code or agreement or treaty (however this all comes out) is designed to persuade countries or organisations to be responsible when launching satellites into orbit. As the article states:

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[…] the EU has just announced plans to invest in a massive undertaking – it is launching negotiations with state and private sector bodies to regulate outer space activities and deal with the masses of space junk orbiting our planet.

The European Union’s draft proposal – “International Code of Conduct for Outer Space Activities” – was unveiled as 110 participants from more than 40 countries gathered for a multilateral meeting in Vienna

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Of course, in order to verify compliance with any treaty (or code-of-conduct or agreement), a space surveillance system needs to be used. At the moment, the US STRATCOM system is the only one that is at least publishing the positions of a large portion of the orbital population; but there is a need for a parallel system to provide correlation of this data. No such system exists today, but with the growing interest for regulation (or self regulation) of the near space environment, there is an urgent need for this system to be developed and deployed without delay.

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One of the issues to be faced when working in the area of space surveillance and the services that this provides is the potential confusion between collision prediction and collision avoidance. Very often, visit web the two themes are combined into one. This can cause a large degree of confusion regarding what people expect of a future European SSA system.

Conjunction Prediction is the process whereby the potential intersection of two orbits is calculated. Depending on the process used, visit web and the number of orbits analysed, this can be a very complex and computationally intensive operation. In addition, it may require the services of specific tracking sensors in order to reduce the uncertainties of the position of the orbital objects being analysed. The knowledge of the objects is limited generally to the most basic factors: the keplerian elements of the object with the mass and the cross-sectional area or the ballistic coefficient.

In addition, the system works more precisely if the gravitational, atmospheric and solar data is well defined and accurate (which, is never true in the future!). This helps the system predict the orbit of the satellites more closely to reality.

The prediction of potential conjunctions is something that can be done by any party that has access to the orbit data.

Conjunction Avoidance is the next step in the process. This is almost always, if not exclusively, performed  by the satellite operator. The reason for this is that the satellite operator is the only entity which knows the current state of the satellite, the manoeuvre capabilities and the operational restrictions which govern when an avoidance manoeuvre can be done. With the right planning (and timing) a good operations team can combine a collision avoidance manoeuvre with a scheduled orbit maintenance burn and hence minimise the amount of fuel that is otherwise spent on a dedicated avoidance operation.

There is, of course, the potential for a close cooperation between both the conjunction prediction and the conjunction avoidance. In many organisations this is exactly what happens. In GSOC in Germany, CNES in France and the European Space Agency, these two groups work very closely together. When a conjunction manoeuvre is planned, it is good practice to perform the conjunction prediction again, but using the planned orbit after the burn has taken place. This way, we can make sure that the satellite will not move into the path of another object.

This is one of the many conjunction prediction capabilities in the ESA SSA programme. The first conjunction prediction prototype allowed a satellite operator to access predicted collision and upload planned orbit changes for additional processing to make sure it’s safe before the burn takes place. The second generation takes this further and automatically calls for additional tracking when a conjunction is detected – reducing the errors in the prediction and hence the number of ‘false alerts’ received by satellite operators and reducing the irreplaceable fuel that is used.

All this goes to make space operations more efficient and safer: longer lifetimes for satellites and less service interruption for satellite customers.

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