Weltraummüll: Trümmer im All gefährden Wissenschaft

Russland hat immer wieder über mögliche Ziele spekuliert, die nicht die Ukraine selbst treffen sollen, sondern verbündete Staaten, nicht nur am Boden, sondern auch im Weltraum. Zum Beispiel kommerzielle Satelliten, die wie Elon Musks Firma Starlink die Internetkommunikation ermöglichen. Das hätte nicht nur wirtschaftliche Folgen: Werden die Satelliten zerstört, entstehen Bruchstücke, die sich unkontrolliert im Orbit drehen und andere Satelliten oder die Internationale Raumstation ISS gefährden.

Weltraumschrott nimmt zu

Es gibt viele Gründe für die Anhäufung von Weltraumschrott: Satelliten können miteinander kollidieren, sie können von einem rückwärts gerichteten Raketentriebwerk getroffen werden oder kleine Fragmente, die die Erde umkreisen. Fragmente, die bei Unfällen oder militärischen Teststarts entstanden sind. Im November 2021 wird Russland den Einsatz eines eigenen stillgelegten Spionagesatelliten demonstrieren. Weltraummüll gefährdet zunehmend wissenschaftliche Missionen, sagt Tim Flohrer, Direktor der Space Debris Division der European Space Agency (ESA).

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„Da wir unsere Satelliten in ähnlichen Umlaufbahnen zu vielen dieser Bruchstücke oder wie viele kommerzielle Satelliten zumindest in Erdnähe fliegen, müssen wir regelmäßig Ausweichmanöver einplanen, um Kollisionen zu vermeiden“, sagt Flohrer. Die bei der Kollision freigesetzten großen Energien würden die Satelliten sonst komplett zerstören. Ein Problem, das im ESA-Betrieb tagtäglich auftritt.

Ständige Ausweichmanöver sind notwendig

Jede Kollision eines Satelliten mit anderen oder mit Fragmenten erzeugt eine große Anzahl neuer Fragmente, was wiederum das Kollisionsrisiko erhöht. Alle ESA-Satelliten und die Internationale Raumstation ISS müssten ein- bis zweimal im Jahr Ausweichmanöver machen, sagt Flohrer. Es kostet Kraftstoff und ist arbeitsintensiv. Hier sei keine Besserung zu erwarten, die Situation verschärfe sich, weil die Zahl der Objekte in der Erdumlaufbahn ständig zunehme, so Flohrer weiter.

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Derzeit befinden sich etwa 7.000 aktive und 3.000 passive Satelliten im Erdorbit. Gab es in den 1970er Jahren noch etwa 1.000 Objekte mit einem Durchmesser von mehr als zehn Zentimetern, sind es heute etwa 30.000.Das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ermittelt mit Lasermessungen, wo diese Satelliten und Weltraumschrott sind befinden sich.

Reduzieren und die Stücke entfernen

„Kurz gesagt, wir schießen Laserlicht auf die Satelliten und erfassen die Zeit, die es dauert, bis das Licht wieder in der Sternwarte Lustbühel ankommt“, erklärt Steindorfer. Aus diesen Zeitmessungen lässt sich die Position der Satelliten mit einer Genauigkeit von 2-3 Millimetern bestimmen. Bei kleineren Teilen, Bruchstücken und Weltraumschrott könne man eine Genauigkeit von mindestens einem Meter bei der Ortsbestimmung erreichen, sagt Steindorfer. Auf diese Weise lassen sich Kollisionsgefahr und Ausweichbedarf viel genauer bestimmen.

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„Mit diesen laserbasierten Messungen können wir die Vorhersagegenauigkeit solcher Objekte deutlich verbessern“, sagt der Physiker. Das ist auch bei kleinen Bruchstücken notwendig, denn schon kleine Trümmerteile können mit sieben Kilometern pro Sekunde auf betriebsbereite Satelliten treffen und enormen Schaden anrichten. Mit Hilfe von Prognosen wollen ESA und IWF verhindern, dass sich weitere Fragmente bilden. Auch die ESA arbeitet an der Säuberung der Erdumlaufbahn: Im Jahr 2025 wird die Mission Clear Space 1 ein stillgelegtes Objekt aus dem Orbit entfernen und kontrolliert in der Erdatmosphäre verbrennen.

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