Europäisches Netz erforscht Bedrohung durch Asteroiden und Weltraummüll
Asteroiden und Weltraummüll stellen für Objekte im Weltraum und auf der Erde eine erhebliche Gefahr dar. Auch wenn der Aufprall eines großen Asteroiden unwahrscheinlich klingt, ist die Gefahr dennoch nicht zu vernachlässigen. Dies zeigt der Fall des Asteroiden Apophis im Jahr 2004, bei dem aufgrund der Nähe zur Erde für kurze Zeit die Sorge bestand, dass dieser in den kommenden Jahren auf der Erde einschlagen könnte. Es wird allerdings damit gerechnet, dass Kollisionen mit kleineren Objekten häufiger auftreten werden, hierauf lässt das jüngste Ereignis in Tscheljabinsk schließen. Eine Kollision mit Weltraummüll ist ein Risiko, denen unsere Weltraumobjekte in regelmäßigen Abständen gegenüberstehen. Das Projekt Stardust (Stardust-The Asteroid and Space Debris Network) – das erste und einzige Netz, das Training im Bereich Weltraummüll und Asteroiden anbietet – wurde eingerichtet, um dieses wachsende Problem zu adressieren. Stardust integrierte von der Robotik bis zur angewandten Mathematik und von der Computerintelligenz bis zur Astrodynamik mehrere Disziplinen, um praktische und effektive Lösungen für das Asteroiden- und Weltraummüllproblem zu finden. Einen tiefen Einschlag verhindern Forscher entwickelten neue Tools, um die Bewegung von Weltraumobjekten (Satelliten und Weltraummüll) im Umkreis der Erde besser verstehen zu können. Es wurde befunden, dass diese Bewegung in manchen Fällen chaotisch und in Abhängigkeit von der Bewegung anderer Körper wie dem Mond verläuft. Das Team betrachtete unterschiedliche Orbitverläufe: niedrige Erdumlaufbahn, mittlere Erdumlaufbahn (Medium Earth Orbit, MEO) und geosynchrone Erdumlaufbahn (Geosynchronous Orbit, GEO), um potenzielle Instabilitäten wichtiger Objekte in der MEO und GEO näher zu erklären. Die Ergebnisse sind wichtig, da diese dabei behilflich sind, stabile Umlaufbahnen zu identifizieren sowie Umlaufbahnen zu identifizieren, die eine problemlose Entsorgung von Satelliten am Ende der Lebensdauer ermöglichen. Im Rahmen von Stardust wurden neue schnelle Ansätze entwickelt, um die Umlaufbahn von Asteroiden und Weltraummüll zu ermitteln. Diese neuen Methoden werden die Handhabung sehr großer Observationsvolumen und eine bessere Prognose über die potenzielle Kollision von Asteroiden mit der Erde ermöglichen. Ein weiterer Erfolg war die Entwicklung neuer Techniken, um zu verhindern, dass Weltraummüll und Asteroiden im Orbit taumeln. Stardust brachte unser Verständnis von der Laserablation zur Weltraummüllbeseitigung und Asteroidenmanipulation erheblich voran und demonstrierte, dass diese Technik eine wirksame und vielseitige Lösung darstellt, die in manchen Fällen anderen Methoden zur Umlenkung von Asteroiden vorzuziehen ist. Darüber hinaus wurde im Zuge von Stardust eine neue Technik eingeführt, um unter Nutzung von Wirbelströmen zu verhindern, dass Weltraummüll im Orbit taumelt. Deren Effektivität wurde anhand von realen Missionsszenarien demonstriert. Stardust führte zu neuen Erkenntnissen in Bezug auf die Anwendbarkeit einer Vielzahl bekannter Umlenkungsmethoden wie dem kinetischen Impaktor und Gravitationstraktor. Hierdurch konnte in Erfahrung gebracht werden, welche Methode bei einer bestimmten Asteroidenbedrohung vorzuziehen ist. Im Rahmen von Stardust wurde außerdem ein neuartiger Umlenkungsansatz mit der Bezeichnung „Nuclear Cycler“ entwickelt, der auf nuklearen Explosionen basiert. Dieser neue Ansatz ermöglicht eine kontrollierte und effektive Umlenkung von Asteroiden mittlerer und großer Größe. Über Stardust wurden neue Modelle entwickelt, um das Risiko für eine Kollision mit Weltraummüll, den Atmosphäreneintritt eines Weltraumobjekts oder den Aufprall eines Asteroiden zu beurteilen. Diese neuen Modelle werden ein verbessertes Management des Weltraumverkehrs ermöglichen – eine große Herausforderung für die Zukunft des Weltraumsektors – und Entscheidungsträgern dabei behilflich sein, im Falle einer möglichen Asteroidenkollision angemessene Maßnahmen zu treffen. Todbringende Asteroiden Die Auswirkungen kosmischer Kollisionen sind schon seit langer Zeit ein Anliegen. Dem Gebiet wurde allerdings erst in den letzten Jahrzehnten seine wissenschaftliche Legitimität zugesprochen, nachdem Pionierarbeit leistende Wissenschaftler gezeigt hatten, dass das Aussterben der Dinosaurier mit großer Wahrscheinlichkeit durch einen einzigen Aufprall eines Kometen oder massiven Asteroiden verursacht worden ist. Das Asteroiden und die wachsende Dichte an Weltraumschrott in naher Zukunft katastrophale Konsequenzen nach sich ziehen könnten, ist nichts neues. „Die Zukunft sieht derzeit nicht rosig aus, da es keine konkrete Maßnahme für die Säuberung des Weltraums, sondern vielmehr für die Erhöhung der Satellitenanzahl gibt“, sagt Professor Vasile Massimiliano von der University of Strathclyde im Vereinigten Königreich. „Man denke nur an die Pläne für den Start von aus tausenden Satelliten bestehenden ,Megakonstellationen’ in naher Zukunft. Es sind neue Ansätze für das Management des Weltraumverkehrs sowie konkrete Maßnahmen für die Beseitigung von Weltraumschrott und für die ordnungsgemäße Entsorgung defekter Satelliten und Raketenkörper am Ende der Lebensdauer erforderlich.“ Prof. Massimiliano an. Die Umlenkung eines Asteroiden sobald festgestellt worden ist, dass dieser sich auf einem Kollisionskurs mit der Erde befindet, hängt größtenteils von der Art des Asteroiden ab, vor allem von dessen Masse und dem Orbit. Die Maßnahmen von Stardust zielten auf die Möglichkeit ab, kleine bis mittelgroße Asteroiden mit einem Durchmesser von 100 bis 300 m umzulenken. In diesem Bereich könnte die Zeit für die Umlenkung zwischen 1 und 10 Jahren liegen. Die Beobachtung, Manipulation und Entsorgung von Weltraumschrott und Asteroiden stellt eines der herausforderndsten Ziele für die moderne Weltraumtechnologie dar. Die Fortführung der im Zuge von Stardust ins Leben gerufenen Arbeit ist von entscheidender Bedeutung, um sinnvolle Optionen für den Schutz der Erde vor einer Asteroidenkollision zu schaffen und um die eine nachhaltige Weltraumnutzung zu erreichen.
Schlüsselbegriffe
Asteroid, Weltraummüll, Umlenkung, Stardust, Kommunikationssatelliten