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StartseiteForschung aktuellMüllabfuhr im Weltraum20.11.2003

Müllabfuhr im Weltraum

Raumfahrer sorgen sich um Schrott im Orbit

<strong>Raumfahrt. - Müll ist nicht nur unschön, er kann bisweilen auch gefährlich werden. Zum Beispiel wenn er sich mit großen Geschwindigkeiten unkontrolliert und unbemerkt auf Umlaufbahnen um die Erde befindet. Dann besitzen auch kleinste Teilchen eine derart hohe kinetische Energie, dass Partikel von Milimetergröße Satelliten beschädigen und Bruchstücke von Zentimetergröße ein Raumschiff zerstören können. Beim Weltraummüll konzentrieren sich die Bemühungen derzeit auf drei Gebiete: seiner Vermeidung, seiner Beobachtung und seiner Beseitigung.</strong>

Guido Meyer

Die wenigen Jahrzehnte Weltraumfahrt haben in der Erdumlaufbahn bereits zum Müllproblem geführt. (SSDL Kyushu)
Die wenigen Jahrzehnte Weltraumfahrt haben in der Erdumlaufbahn bereits zum Müllproblem geführt. (SSDL Kyushu)
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Das Wichtigste, was man machen sollte, ist, Müll zu vermeiden. Wenn wir weitermachen, so wie bisher dann könnte tatsächlich in der fernen Zukunft der Fall eintreten, dass Raumfahrt auf niedrigen Umlaufbahnen nicht mehr möglich sein wird.

Düstere Prognosen für die bemannte Raumfahrt, gemalt von Carsten Wiedemann vom Institut für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig. "So wie bisher", das heißt: Nach uns die Sintflut im Weltraum; eine Flut aus kleinsten Teilen, die mit Geschwindigkeiten von zehn Kilometern pro Sekunde die Erde umrunden. Wiedemann:

Für niedrige Erdumlaufbahnen, auf denen die Weltraummüllkonzentration sehr hoch ist und auch die Kollisionswahrscheinlichkeit sehr hoch ist, empfiehlt sich vor allen Dingen die Vermeidung von Weltraummüll. Die Vermeidung unbeabsichtigter Explosionen kann man vor allen Dingen durch die sogenannte Passivierung erzielen. Das bedeutet, dass man potenzielle Explosionsquellen - das sind meistens Resttreibstoffe oder auch nicht entladene elektrische Batterien - entlädt bzw. den Treibstoff ablässt, so dass keine Energieträger nach dem Ende des Lebens des Satelliten mehr an Bord sind. Den Treibstoff kann man bspw. durch ein einfaches Ventil den Weltraum ablassen. Er wird dort verdampfen. Eine Batterie lässt sich relativ einfach entladen, indem man sie am Ende des Lebens eines Satelliten kurzschließt.

Explosionen, die nicht geplant waren, solche von ausgebrannten und ausgedienten Raketenoberstufen, machen den größten Teil von Weltraumschrott aus; Treibstoffreste in Form von Schlacke, gefrorene Wassertropfen und ‚natürlicher Schrott' in Meteoritenform kommen hinzu. Wie groß der Müllberg wirklich ist, weiß man nicht genau, da mit irdischen Radars erst Teile ab der Größe von einigen Milimetern entdeckt werden können. Das gilt für die erdnahen Umlaufbahnen. Im stark beanspruchten aber 36.000-Kilometer-entfernten geostationären Orbit können erst Trümmer ab zehn Zentimeter aufgespürt werden. Um alle Gefahrenquellen auszumachen, müsste man näher heran.

Man könnte es z.B. mit weltraumgestützten Teleskopen anstellen. Diese Teleskope nutzen das Sonnenlicht, das die Weltraummüllobjekte anstrahlt, und quasi das empfangene Signal werten sie aus. Mit Hilfe dieser empfangenen Signale kann man Rückschlüsse auf den Orbit der Weltraummüllobjekte bekommen. Und man kann quasi, wenn es ´ne statistisch relevante Zahl ist an Objekten, die man beobachtet, dann auch Rückschlüsse auf die Gesamtpopulation an Weltraummüll ziehen.

Michael Oswald, ebenfalls von Aerospace Systems der TU Braunschweig. Erst vermeiden, bei Misserfolg aufspüren - und dann wäre Beseitigen der nächste Schritt. Kein Problem; alles ROGER; das könnte die Aufgabe sein des Robotic Geostationary Orbit Restorer, der im All Leergut einsammeln soll. Das Einfangen soll mit Tentakeln nach dem Oktopus-Prinzip funktionieren. Sie messen voll ausgefahren vierzehn Meter im Durchmesser. Sascha Mahal von OHB System in Bremen:

ROGER müsste also sich dem Satelliten annähern von der Nord- oder Südseite, sich genau ausrichten zu dem Satelliten und dann eben selber auch anfangen zu rotieren und kann aus dieser rotierenden Position heraus sein Grabbing Device, also seine Tentakeln, schließen um den Zielsatelliten und würde dann also das ganze System mehr oder weniger langsam herunterbremsen, bis der Drall aufgehoben ist.

Die Annäherung im All wird dabei zunächst vom Bodenradar gesteuert, ab 1000 Meter dann autonom von zwei Stereokameras an Bord kontrolliert. Mahal:

Wenn diese Position einmal erreicht ist, dass das ganze System drallfrei ist, dann kann ROGER also anfangen, seinen Zielsatelliten in einen anderen Orbit zu schleppen. Und es wird versucht eben, den Graveyardorbit anzusteuern - oder es ist halt die Aufgabe von ROGER - der in einer Höhe von 300 km über dem geostationären Orbit liegt. Und dort wird der Zielsatellit sozusagen freigelassen aus den Tentakeln, und ROGER kann dann seine neue Mission beginnen.

Graveyardorbit, das meint eine Friedhofsumlaufbahn, auf die er ewig bleiben kann, nicht abstürzt und niemandem in die Quere kommt. ROGER geht dann wieder auf Fang. Sein Xenontreibstoff für die Ionentriebwerke reicht für dreißig Missionen. Ein Demonstrator wird derzeit geplant, der in wenigen Jahren von der europäischen Ariane V als Unternutzlast ins All geschossen werden soll.

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