ESA will Entstehung von Weltraumschrott verhindern

In den kommenden Jahren sollen mehr als 10.000 neue Satelliten in den Erdorbit gebracht werden. Damit wird es besonders auf den niedrigeren Umlaufbahnen zunehmend enger. Unzählige Trümmerteile verknappen den zur Verfügung stehenden Platz zusätzlich. Als Reaktion auf die katastrophale Verschlechterung der Situation hat die ESA den “Zero Debris Approach” initiiert.

Worum es geht

Experten zufolge wurde hinsichtlich des Weltraumschrotts der “Point of no return” bereits erreicht. Das bedeutet, dass die Anzahl der Trümmer selbst dann weiter zunehmen wird, wenn der Start von Objekten in den Weltraum völlig eingestellt werden würde. Das jedoch scheint ebenso unwahrscheinlich, wie noch vor 100 Jahren eine Mondmission. Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat sich daher zum Ziel gesetzt, die Entstehung von Trümmerteilen in wichtigen Umlaufbahnen vollständig zu verhindern.

Entwicklung der Anzahl von Objekten im erdnahen Orbit über 200 Jahre für verschiedene Szenarien;
© ESA Space Debris Office

Studie als Ausgangsbasis für weniger Weltraumschrott

Bereits im Herbst 2022 wurde in der Concurrent Design Facility (CDF) im technischen Zentrum der ESA (ESTEC) eine Studie durchgeführt. An dieser nahmen Vertreter:innen der ESA-Programme Erdbeobachtung, Navigation, Technologie, Telekommunikation und integrierte Anwendungen, Wissenschaft und Raumtransport teil. Ebenso anwesend waren Vertreter:innen der Industrie und der Betreiber sowie rund 270 weitere Expert:innen der ESA, der Industrie, von Regierungsstellen und Hochschulen als Beobachter:innen.

Die Studie verfolgt u.a. die Ziele, ein möglichst genaues Lagebild zu schaffen, Empfehlungen zu erarbeiten, einen ersten Fahrplan der erforderlichen Maßnahmen zu erstellen sowie einen Zeitplan für die schrittweise Einführung vorzulegen. Zudem empfiehlt sie u.a. eine obligatorische aktive Trümmerbeseitigung, die Räumung wichtiger Orbits innerhalb von 5 Jahren nach Missionsende und eine verbesserte Kollisionsvermeidung. Im Rahmen der ESA-Initiative “Clean Space” werden bereits Technologien entwickelt, um sicherzustellen, dass ESA-Satelliten das Ende ihrer Lebensdauer zuverlässig erreichen können, ohne Trümmer zu produzieren (in der Regel durch Deorbit oder Reorbit).

Um die aktive Entsorgung von Satelliten zu ermöglichen, arbeitet zum Beispiel HPS an entsprechenden Technologien. Erst Mitte Dezember 2022 gab das Unternehmen bekannt, dass das von ihm entwickelte Bremssegel ADEO seinen ersten Test im All bestanden hat.

Instandhaltung in der Umlaufbahn: Zielerfassung;
© ESA

Technische Empfehlungen zur Umsetzung des “Zero Debris-Ansatzes”

Empfehlung	Aktivitäten
Definition wichtiger Orbits	Ausweitung des orbitalen Schutzes auf andere Erdumlaufbahnen, z. B. die Umlaufbahnen von GNSS-Satelliten (Global Navigation Satellite Systems, z.B. GPS, Galileo)
Garantie für erfolgreiche Entsorgung	Verbesserung der Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Selbstentsorgung Vorbereitung der Beseitigung Dienstleistung für Beseitigung
Verbesserung der orbitalen Freigabe	Verkürzung der Verweildauer in geschützten Regionen auf unter 5 Jahre* Verbesserung des Sicherheitsabstandes in anderen Erdumlaufbahnen
Vermeidung von Kollisionen in der Umlaufbahn	Verbesserung der Strategie zur Vermeidung von Kollisionen kumulative Wahrscheinlichkeit von Kollisionen nach Ende der Lebensdauer (EoL) < 10^-3 Austausch von Manöverdaten Verfolgbarkeit verbessern
Vermeidung interner Brüche	obligatorische Funktion der Abschaltung > 99 % Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Abschaltung*
Vermeidung der vorsätzlichen Freisetzung von Weltraumschrott	Vermeidung der Freisetzung von Objekten im Zusammenhang mit Trägerraketen und der Einflussnahme auf wertvolle Orbits
Verbesserung der Risikobewertung für Unfälle am Boden	Standardisierung von Modellen und Methoden zur Bewertung des Niedergangs Aufprall von Objekten auf den Boden, die im Zusammenhang mit Trägersystem stehen
Sicherstellung eines dunklen und ungestörten Himmels	Eindämmung der Auswirkungen auf die Bodenastronomie
	* endgültige numerische Werte müssen konsolidiert werden

Überblick über die technischen Empfehlungen, die das ESA-CDF-Team im Rahmen der Studie zur Umsetzung eines Zero-Debris-Ansatzes vorgeschlagen hat

Die Entstehung von Weltraumschrott bis 2030 vollständig zu vermeiden, ist ein hehres Ziel. Um es zu erreichen, sollen im nächsten Schritt sowohl Studien als auch die technische Entwicklung beginnen. Geplant ist, die erforderlichen Technologien und Normen innerhalb der nächsten sieben Jahre zur Verfügung stellen zu können.

ESA Clean Space

Header Bild: ESA–David Ducros, 2016

Verfasst von M. Weissflog

ESA

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