Space Debris: Gefahren für die Raumfahrt beherrschen lernen

Ob Schrottsammler im Weltall einmal ein lukrativer Berufszweig werden wird, ist noch unklar. Aber gesucht ist er schon heute. Hunderttausende Satelliten- und Raketentrümmer umkreisen derzeit die Erde. Sie stellen latente Gefahrenpotentiale dar – in erster Linie für die Raumfahrt selbst.
Seit dem Start von Sputnik 1 am 4. Oktober 1957, dem Beginn des Raumfahrtzeitalters, gelangten etwa 5500 Raumflugkörper ins All. Annähernd 700 funktionieren noch. Der Rest ist Schrott. Müll also, der entweder abgestürzt und in den dichten Schichten der Erdatmosphäre verglüht ist oder sich noch auf Umlaufbahnen befindet und damit die vielfältigen Anwendungen der Raumfahrt bedroht.

ESOC: Europas Zentrale zur Beobachtung von Weltraumschrott

ESOC, das in Darmstadt ansässige Europäische Satellitenkontrollzentrum der ESA, verfolgt den Weltraummüll minuziös. Die auch als Space Debris bezeichneten Müll-Partikel existieren in vielfältiger Form und Größe. Es mag paradox erscheinen, aber am ungefährlichsten sind die „großen Brocken“.

Über 14 000 sind von ihnen ab Tischtennisballgröße aufwärts genauestens erfasst. Ihre Bahnen werden mit den aktiven Missionen abgeglichen, so dass unerwartete Ereignisse nahezu ausgeschlossen sind.

Wesentlich gefährlicher sind die schwer auszumachenden und damit weitestgehend unbekannten Objekte unter 10 Zentimeter Größe. Sie verkörpern die unberechenbaren Amokfahrer, die mit 28 000 km/h um die Erde rasen. Im Falle einer Kollision könnten sie einen Raumflugkörper völlig zerstören - und damit auch Jahrzehnte von Entwicklungsarbeit sowie umfangreiche Investitionen.

Aber auch Space Debris, die nur etwa einen Millimeter groß sind, können einen Satelliten beschädigen. Die Müll-Experten schätzen, dass sich davon etwa 330 Millionen Objekte in Umlaufbahnen um die Erde befinden. Daher stellen diese Winzlinge ein enormes Risikopotential für die bemannte sowie unbemannte Raumfahrt dar.

MASTER 2005: Präzise Gefahren-Prognosen

Mit Hilfe von mathematischen Modellen kann nicht nur die räumliche Verteilung von Weltraummüll berechnet werden, es lassen sich auch das Kollisionsrisiko und damit die Ausfallwahrscheinlichkeit eines Satelliten bestimmen.
Das führende europäische Modell zur Abschätzung dieses Risikos ist MASTER (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference). Es wurde unter der Leitung des Institutes für Luft- und Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig in Zusammenarbeit mit mehreren europäischen Partnern im Auftrag der ESA entwickelt und in den letzten Jahren immer weiter verfeinert. MASTER gibt die Wahrscheinlichkeit an, mit der ein Satellit auf einer bestimmten Bahn von einem Partikel bestimmter Größe und Geschwindigkeit getroffen wird.

In einer jahrelangen Sisyphosarbeit haben die Forscher MASTER so weit vorangetrieben, dass es heute eine international führende Rolle einnimmt. Das Softwarepaket MASTER 2005 ermöglicht Einschlagprognosen bis zu einer Teilchengröße von einem tausendstel Millimeter! Es liefert für alle möglichen Umlaufbahnen realistische Risikoabschätzungen, also auch für den kommerziell wichtigen geostationären Bereich.

Die neue Version MASTER 2005 wird auf dem Workshop am 8. Februar in Darmstadt detailliert vorgestellt und eine Einführung in seine Installation und Bedienung gegeben.

Workshop-Teilnahme

Zu den Teilnehmern des Workshops „Upgrade of the MASTER Model“ gehören führende Space-Debris-Experten der ESA, nationaler Raumfahrtagenturen Großbritanniens, Frankreichs, Deutschlands und Italiens, Vertreter der Europäischen Raumfahrtindustrie sowie von Forschungsinstituten und Universitäten.

Weitere Teilnehmer sind – nach vorheriger bestätigter Anmeldung – herzlich willkommen. Materialien zum MASTER-Modell können über das ESOC bezogen werden (DVD mit Daten, Software und Dokumentation für alle gängigen Betriebssysteme).

Ansprechpartner ESA/ESOC
European Space Operations Centre
Dr.-Ing. Heiner Klinkrad
Robert-Bosch-Str. 5
64293 Darmstadt
Tel.: 06151-90-2295
heiner.klinkrad @ esa.int