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FP7

SpaceDebECM Ergebnis in Kürze

Project ID: 302270
Gefördert unter: FP7-PEOPLE
Land: Italien

Weltraumsicherheit ist kein Zufall

Mit einer fortwährend steigenden Menge an Weltraummüll steigt auch die Wahrscheinlichkeit für Kollisionen. EU-finanzierte Forscher haben Kollisionsszenarien mit unterschiedlichen Ausgangsbedingungen simuliert, um zu bestimmen, welche Orbitparameter die größten Auswirkungen auf die Kollisionswahrscheinlichkeit haben.
Weltraumsicherheit ist kein Zufall
Es wird damit gerechnet, dass sich im Umkreis der Erde mehr als 500 000 Objekte mit einer Größe von mehr als einem Zentimeter und mehr als 10 Millionen Objekte mit einer Größe von mehr als einem Millimeter befinden. Objekte mit dieser Größe lassen sich nicht durch die Schilde der Internationalen Raumstation (ISS) aufhalten und können den Betrieb von Raumfahrzeugen im Orbit beeinträchtigen.

Mit der aktuellen Radartechnik lassen sich kleinere Müllobjekte jedoch nicht erfassen. Und selbst wenn neue Radartechniken in der Lage sein werden, diese Objekte zu erkennen, verhindert die Menge an Daten zu allen möglichen Kollisionsteilchen eine Stück-für-Stück-Untersuchung bezüglich deren Orbitentwicklung.

Die am EU-finanzierten Projekt SPACEDEBECM (Space debris evolution, collision risk, and mitigation) arbeitenden Forscher schlugen einen anderen Ansatz vor, der auf einer Definition der Fragmentdichte basiert. Diese Problemformulierung ermöglichte die Anwendung analytischer Methoden für die Untersuchung der langfristigen Entwicklung von Weltraummüll.

Ein Modell zum Gesamtbestand an Weltraummüll in unterschiedlichen Orbitregionen wurde entworfen, um die Entwicklung der Dichte zu beschreiben. Es wurden differenzielle Algebraverfahren für die Dichtebeschreibung angewandt und halbanalytische Verfahren, die über das Instrument PlanODyn implementiert worden waren, wurden verwendet, um die langfristige Orbitentwicklung zu berechnen.

Mit dem neuen Modell, das Fragmente als Fluid behandelt, wird die Bewegung einer großen Anzahl winziger Müllteile weitaus schneller erfasst als mit konventionellen Methoden. Die Forscher verwendeten Abbildungen zur Dichte, die erstellt worden waren, um „sinkende“ Orbits zu identifizieren und um das Kollisionsrisiko für Raumfahrzeuge zu beurteilen, welche sich in einem Orbit um die Erde befinden.

Diese Arbeit zeigte, dass eine Wolke mit Weltraummüll von geringer Größe, die durch das Zerfallen eines Raumfahrzeugs im Orbit gebildet wird, das Risiko für andere Raumfahrzeuge in der Nähe erhöht. Vor allem Müllteile des Satelliten Defense Meteorological Satellite Program Flight 13 (DMSP-F13), der am 3. Februar 2015 auseinanderfiel, könnten Satelliten treffen, die sich in einem sonnensynchronen und polaren Orbit befinden.

Das Dichte-Modell wurde ebenfalls angewandt, um die
Verteilung, Entwicklung und Leistung großer CubeSats-Konstellationen zu beschreiben, die zunehmend im Weltraumbereich Anwendung finden. Die Forscher analysierten unterschiedliche Optionen zur Klärung von Orbits, die am Ende der Lebensdauer einen Librationspunkt aufweisen und zur Klärung von sehr elliptischen Orbits, in denen zukünftige Missionen stattfinden sollen.

In dem Weltraum, der die Erde umgibt, befindet sich eine steigende Menge an Weltraummüll, der hauptsächlich durch das Auseinanderfallen von Raumfahrzeugen entstanden ist, die in oder außer Betrieb sind. Das SPACEDEBECM-Projekt hat ein tieferes Verständnis über die Dynamik winziger Müllfragmente und über deren Beitrag zu Kollisionsrisiken in der Weltraumumgebung der Erde ermöglicht.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Weltraumsicherheit, Weltraummüll, Orbit, Radartechnik, SPACEDEBECM, Kollisionsrisiko
Datensatznummer: 182784 / Zuletzt geändert am: 2016-05-24
Bereich: Energie