Weltraummüll: Trümmer im All gefährden Wissenschaft

Die russische Seite hat wiederholt über die Möglichkeit von Zielen spekuliert, die nicht die Ukraine selbst treffen sollten, sondern verbündete Nationen, nicht nur auf der Erde, sondern auch im Weltraum. Kommerzielle Satelliten, etwa von Elon Musks Firma Starlink, ermöglichen beispielsweise die Internetkommunikation. Das hat nicht nur wirtschaftliche Folgen: Wird der Satellit zerstört, entstehen Bruchstücke, die unkontrolliert im Orbit kreisen und andere Satelliten oder die Internationale Raumstation ISS schädigen.

Weltraumschrott nimmt zu

Die Gründe für die Ansammlung von Weltraumstaub sind vielfältig: Satelliten können kollidieren, von einem rückwärtsgerichteten Raketentriebwerk oder von kleinen Splittern getroffen werden, die die Erde umkreisen. Fragmente, die bei Unfällen oder bei militärischen Teststarts entstehen. Im November 2021 demonstrierte Russland den Einsatz seines eigenen nicht mehr existierenden Spionagesatelliten. Weltraumstaub gefährdet zunehmend wissenschaftliche Missionen, sagte Tim Flohrer, Leiter der Raumfahrtabteilung der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).

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„Da wir mit unseren Satelliten in der gleichen Umlaufbahn wie die meisten dieser Bruchstücke oder wie viele kommerzielle Satelliten zumindest in erdnahen Umlaufbahnen fliegen, müssen wir regelmäßig Manöver einplanen, um Kollisionen zu vermeiden“, sagte Flohrer. Die enorme Energie, die bei der Kollision freigesetzt wird, soll den Satelliten vollständig zerstören. Ein Problem, das im Betrieb der ESA-Mission tagtäglich auftaucht.

Ständige Ausweichmanöver sind erforderlich

Jede Satellitenkollision mit einem anderen oder mit Fragmenten erzeugt eine große Anzahl neuer Fragmente, was das Kollisionsrisiko erneut erhöht. Das Ausweichmanöver solle ein- bis zweimal im Jahr mit jedem ESA-Satelliten und der Internationalen Raumstation ISS geflogen werden, sagte Flohrer. Es kostet Kraftstoff und ist arbeitsintensiv. Verbesserungen seien hier nicht absehbar, die Situation verschärfe sich, da die Zahl der Objekte in der Erdumlaufbahn weiter zunehme, sagte Flohrer.

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Derzeit befinden sich etwa 7.000 aktive Satelliten in der Erdumlaufbahn und 3.000 inaktive. Gab es in den 1970er Jahren noch etwa 1.000 Objekte mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern und mehr, sind es heute etwa 30.000. Das Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften nutzt Lasermessungen, um den Standort dieser Satelliten und Weltraumschrott zu bestimmen.

Fragmente reduzieren und entfernen

„Kurz gesagt, wir schießen Laserlicht auf den Satelliten und nehmen die Zeit auf, bis dieses Licht wieder am Lustbühel-Observatorium ankommt“, erklärt Steindorfer. Aus diesen Zeitmessungen lässt sich der Standort des Satelliten mit einer Genauigkeit von zwei bis drei Millimetern bestimmen. Bei Kleinteilen, Splittern und Weltraumschrott könne man bei der Standortbestimmung immerhin eine Genauigkeit von einem Meter erreichen, sagt Steindorfer. Auf diese Weise können die Kollisionsgefahr und die Notwendigkeit von Ausweichmanövern genauer bestimmt werden.

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„Mit dieser laserbasierten Messung können wir die Genauigkeit der Vorhersage solcher Objekte verbessern“, sagt der Physiker. Das ist auch bei kleinen Bruchstücken notwendig, denn selbst kleine Trümmer können mit einer Geschwindigkeit von sieben Kilometern pro Sekunde auf einen funktionsfähigen Satelliten treffen und massiven Schaden anrichten. Mit Vorhersagen wollen ESA und IWF die Bildung weiterer Fragmente verhindern. Auch die ESA arbeitet an der Säuberung der Erdumlaufbahn: Im Jahr 2025 soll die Mission Clear Space 1 ungenutzte Objekte aus der Umlaufbahn entfernen und kontrolliert in der Erdatmosphäre verbrennen.

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