Weltraummüll: Trümmer im All gefährden Wissenschaft

Von russischer Seite wurde immer wieder über mögliche Ziele spekuliert, die nicht die Ukraine selbst, sondern die verbündeten Nationen treffen sollten, nicht nur am Boden, sondern auch im Weltraum. Zum Beispiel kommerzielle Satelliten, die wie Elon Musks Firma Starlink Internetkommunikation ermöglichen. Das hätte nicht nur wirtschaftliche Folgen: Werden die Satelliten zerstört, entstehen Bruchstücke, die unkontrolliert im Orbit kreisen und andere Satelliten oder die Internationale Raumstation ISS gefährden.

Die Menge an Weltraumschrott nimmt zu

Es gibt viele Gründe für die Anhäufung von Weltraumschrott: Satelliten können kollidieren, sie können von rückwärts fliegenden Raketentriebwerken getroffen werden oder kleine Fragmente, die die Erde umkreisen. Fragmente, die bei einem Unfall oder während eines militärischen Teststarts entstanden sind. Im November 2021 demonstrierte Russland mit seinem eigenen stillgelegten Spionagesatelliten. Weltraumschrott bedroht zunehmend wissenschaftliche Missionen, sagt Tim Flohrer, Leiter der Abteilung Weltraumschrott der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).

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„Da unsere Satelliten in ähnlichen Umlaufbahnen wie die meisten dieser Bruchstücke oder wie viele kommerzielle Satelliten zumindest in erdnahen Umlaufbahnen fliegen, müssen wir regelmäßig Ausweichmanöver einplanen, um Kollisionen zu vermeiden“, sagt Flohrer. Andernfalls würden die bei der Kollision freigesetzten hohen Energien die Satelliten vollständig zerstören. Ein Problem, das im ESA-Missionsbetrieb tagtäglich auftaucht.

Ständige Ausweichmanöver sind erforderlich

Jede Kollision eines Satelliten mit anderen oder Fragmenten erzeugt eine große Anzahl neuer Fragmente, was wiederum das Risiko von Kollisionen erhöht. Ein- bis zweimal im Jahr sollen laut Flohrer Ausweichmanöver mit allen ESA-Satelliten und der Internationalen Raumstation durchgeführt werden. Dies kostet Kraftstoff und ist arbeitsintensiv. Hier sei keine Besserung absehbar, die Situation verschärfe sich, weil die Zahl der Objekte im Orbit um die Erde ständig zunehme, so Flohrer weiter.

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

Fragmente reduzieren und entfernen

„Vereinfacht gesagt strahlen wir Laserlicht auf die Satelliten und erfassen die Zeit, die es dauert, bis dieses Licht zum Observatorium Lustbühel zurückkehrt“, erklärt Steindorfer. Aus diesen Zeitmessungen lässt sich der Standort der Satelliten mit einer Genauigkeit von zwei bis drei Millimetern bestimmen. Bei kleineren Teilen, Fragmenten und Weltraumschrott könne man eine Ortungsgenauigkeit von mindestens einem Meter erreichen, sagt Steindorfer. Auf diese Weise lassen sich die Kollisionsgefahr und die Notwendigkeit von Ausweichmanövern viel genauer bestimmen.

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„Mit diesen Lasermessungen können wir die Vorhersagegenauigkeit solcher Objekte deutlich verbessern“, sagt der Physiker. Dies ist auch bei kleinen Fragmenten notwendig, denn selbst kleine Fragmente können mit einer Geschwindigkeit von sieben Kilometern pro Sekunde auf betriebsbereite Satelliten treffen und großen Schaden anrichten. ESA und IMF wollen mit ihren Prognosen die Bildung weiterer Fragmente verhindern. Auch die ESA arbeitet an der Säuberung der Erdumlaufbahn: Im Jahr 2025 soll die Mission von Clear Space 1 ein ungenutztes Objekt aus der Umlaufbahn entfernen und kontrolliert in der Erdatmosphäre verbrennen.

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