Weltraumschrott

Ënner Weltraumschrott (engl. "space debris"), versteet een netfunktional kënschtlech Objeten an enger Ëmlafbunn ëm d'Äerd.^[1]

D'MASTER-2005 (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference) vun der ESA informéiert, datt iwwer 600.000 Objete mat engem Duerchmiesser vun iwwer 1 cm op Ëmlafbunnen ëm d'Äerd sinn. Ongeféier 13.000 Objete vu 5 cm un, gi mat Hëllef vum US-amerikanesche Space-Surveillance-Systems stänneg observéiert. Den Joint Space Operations Center vum United States Strategic Command hat 2009 vun iwwer 18.500 vum Mënsch hiergestallten Himmelskierper geschwat.

Am Kader vu Weltraumraumschrottkampagnen gi mat Radaranlagen an Teleskope sporadesch Miessunge gemaach, fir kleng Objete wéinstens statistesch z'erfaassen a Weltraumschrottmodeller wéi MASTER ze validéieren. Dat geléngt mat Hëllef vu bistateschem Radar mam Goldstone-Radioteleskop fir Objete bis zu 2 mm Duerchmiesser am äerdnoen Orbit (LEO). Fir de geostationären Orbit (GEO) hunn optesch Teleskopen déi mannst Grenzgréisst: 10 cm erreecht d'ESA Space Debris Telescope am Teide Observatoire op Teneriffa.

Eng weider Quell fir Informatiounen iwwer d'Weltraumschrottëmgéigend sinn zeréckgefouert Satellittenuewerflächen. Dozou zielen ënner anerem d'Solarzelle vum Hubble-Weltraumteleskop. Do goufe vill Aschléi erfaasst an ausgewäert. Spektroskopesch Analysen erméigleche Réckschlëss op d'Zesummesetzung a méiglech Quelle vun den ageschloenen Objeten.

Verdeelung

D'Deelercherszuel variéiert mat der Héicht. Ënner 400 km vergléie s'a puer Joer. An den Ëmlafbunnen, wou sech d'Satellitten ophalen, vu 600 km bis 1.500 km (sonnesynchronen Orbit) a 36.000 km (geostationären Orbit) gëtt et der ëmmer méi.

Zuel pro m² a Joer an Ofhängegkeet vun der Deelerchersgréisst

Den Deelerchersfloss (Zuel vun Deelercher, déi eng Fläch vun engem Quadratmeter pro Joer passéieren) variéiert mat der Gréisst. Iwwer méi Gréisste follegt déi gemoosse Verdeelung (roude Bou am Diagramm) engem Potenzgesetz mat Exponent 4 (blo Linn). Déi Deelercher si Meteoroide vumt natierlechem Urspronk. D'Ofwäichung fir Deelercher, déi méi kleng si wéi 0,1 mm verursaachen de Sonnewand. Deelercher, déi méi grouss wéi 10 mm sinn, dominéieren de Weltraumschrott.

Risiken

D'Relativvitessen tëscht Weltraumschrott an engem äerdnoe Satellit mat héijer Bunninklinatioun ass héchstens zéng Kilometer pro Sekonn. Duerch déi héich Vitess huet en Deelche mat 1 g Mass eng Energie vu 50 kJ, wat der Sprengkraaft vu ronn 12 g TNT entsprécht, soudatt souwuel den Deelche wéi och dat getraffe Material explodéieren.

Déi bemannt Moduler vun der Internationaler Raumstatioun (ISS) hu Meteoritteschutzschëlter aus duebele Wänn a verdroen Aschléi vun e puer Zentimeter Duerchmiesser.

Schonn elo sinn op verschiddenen Ëmlafbunne Satellitten duerch Aschléi vu Schrott ausgefall. Aschléi vu méi klenge Partikele bis an de Submillimeterberäich kënnen empfindlech Notzlaaschte beschiedegen oder Raumkostümer perforéieren.

Déi bis elo gréisst zoufälleg Kollisioun am Weltraum war d'Satellittekollisioun vum 10. Februar 2009. En desaktivéierte russesche Kommunikatiounssatellit an en Iridium-Satellit sinn an enger Héicht vu 789 km iwwer Nordsibirien aneneegeknuppt. Béid Satellitte goufen dobäi zerstéiert. D'Kollisioun hat vill Weltraumschrott fräigesat.^[2]

Vill Raumgefierer, wéi d'Space Shuttlen oder d'International Raumstatioun, awer och Satellitte wéi den Äerdobservatiounssatellit Envisat sinn an der Lag, noutfalls Auswäichmanöveren ze maachen, fir enger Kollisioun aus dem Wee ze goen. Am Joer 2004 hat den Envisat zwéi sou Manövere gemaach. D'Raumfäre wéi zum Beispill d'Discovery hat misse sechs Auswäichmanövere fléien. D'ISS hat bis 2009 aacht Auswäichmanövere erfollegräich gemaach.

Brochdeeler

Bis d'Fréijoer 2010 gouf et a 50 Joer Raumfaart ronn 4700 Rakéitestarte mat gutt 6100 Satellitten. Dovu si 15.000 Brochdeeler vu Rakéiten a Satellitten, bis zu kompletten Uewerstufe am All bliwwen. Nom USA-Katalog sinn dat 15.000 Objete vun op d'mannst zéng Zentimeter Gréisst, méiglecherweis kommen nach 7000 geheimgehalen Objeten dobäi. Wann déi klengst Gréisst op een Zentimeter reduzéiert gëtt, da gi 600.000 Objete geschat, bei déi nach ongeféier eng Millioun kleng Deelercher kommen. Doraus ergëtt sech eng komplett Mass vu Weltraumschrott vu 6.000 Tonnen, wouvun 73 % vun den Objeten am äerdnoen Orbit (LEO) sinn, allerdéngs sinn dat vun der kompletter Mass nëmme 40 %, also ongeféier 2400 Tonnen. Besonnesch betraff ass d'Héicht vun 800 Kilometer, déi preferéiert Fluchbunn vun den Opklärungssatellitten. D'ISS flitt tëscht 350 a 400 Kilometer; si huet bis elo schonn dacks Objete missen auswäichen, déi méi grouss wéi een Zentimeter waren. Am geostationären Orbit (GEO) an enger Héicht vun 36.000 Kilometer ëm d'Äerd sinn zwar nëmmen 8 % vun de Brochstécker, awer do kreesen déi grouss tonneschwéier Telekommunikatiounssatellitte mat engem geschaten Totalgewiicht vun 33 %, also ongeféier 2.000 Tonnen. De Rescht mat 19 % vun den Objeten a 27 % vun der Mass sinn op anere Bunnen.^[3]

2009 waren 80 Rakéitestarte mat Satellitten, Shuttelen a Weltraumsonden. An den nächste Jore sinn eleng fir Navigatiounssystemer 100 nei Satellitte fir den Orbit op enger Héicht vun 21.000 bis 26.000 Kilometer virgesinn.

Katalogen

D'Katalogen iwwer kënschtlech Satellitten, beispillsweis NORAD, beschränke sech op intakt Objeten. D'Stécker, déi beim Auserneebriechen entstinn, ginn a speziellen Datebanke fir Weltraumschrott erfaasst. Eng dovu gëtt, wéi NORAD, vun der USSTRATCOM à jour gehalen.^[4] Si ass och d'Grondlag fir d'Sammlung DISCOS (Database and Information System Characterizing Objects in Space) vun der ESA.^[5]

Literatur

Carsten Wiedemann, Peter Vörsmann und Heiner Klinkrad: Ein Modell für den Weltraummüll. Sterne und Weltraum, Oktober 2005, S. 30–36.
Paula H. Krisko: The Predicted Growth of the Low Earth Orbit Space Debris Environment: An Assessment of Future Risk for Spacecraft, NASA Technical Report, 2007, Permalink (online zanter Abrëll 2013).
Wolfgang Rathgeber, Kai-Uwe Schrogl, Ray A. Williamson (Hrsg): The Fair and Responsible Use of Space: An International Perspective. Springer, Wien 2010, ISBN 978-3-211-99652-2.
Michael W. Taylor: Orbital Debris - Technical and Legal Issues and Solutions. McGill University, Montreal 2006, Abstract online (pdf, S.121, ofgeruff 2. November 2009; 669 kB)
P. Eichler, A. Bade: Removal of debris from orbit. American Institute of Aeronautics and Astronautics 1990-1366, [1]

Um Spaweck

Commons: Weltraumschrott – Biller, Videoen oder Audiodateien

Spiegel Online: Geschosse am Weltall
NASA Orbital Debris Program Office
Position Paper on Space Debris Mitigation International Academy of Astronautics 2005 (PDF, 1 MB ofgeruff den 30. Mäerz 2009)
Space Debris Video 2005 Biller

Referenzen

↑ D. Spencer et al.: Space Debris Research in the U. S. Department of Defense. Second European Conference on Space Debris, 1997, ESOC, Darmstadt, Germany (1997), ESA-SP 393., S.9, @adsabs.harvard.edu
↑ http://spaceweather.com/glossary/collidingsatellites.htm
↑ ESA-Angaben nach vdi-n vom 2. Juli 2010, Seite 3
↑ Situation of Space debris in 1995
↑ DISCOS of ESA

[1] D. Spencer et al.: Space Debris Research in the U. S. Department of Defense. Second European Conference on Space Debris, 1997, ESOC, Darmstadt, Germany (1997), ESA-SP 393., S.9, @adsabs.harvard.edu

[2] ttp://spaceweather.com/glossary/collidingsatellites.htm

[3] ESA-Angaben nach vdi-n vom 2. Juli 2010, Seite 3

[4] Situation of Space debris in 1995

[5] DISCOS of ESA

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]