17.01.2019

Weniger Schrott im All

Weltraumradar überwacht Deorbiting-Systeme

Für weniger Schrott im All und mehr Sicherheit für Satelliten sollen künftig Deorbiting-Systeme sorgen. In die Raum­fahrt­systeme inte­griert, sollen sie diese nach ihrem Missions­ende gezielt abstürzen lassen. Die Selbst­ver­pflich­tung der Raum­fahrt­betreiber zu diesen Maß­nahmen und damit die zuge­hörigen Techno­logien sind noch relativ jung. Mit dem Welt­raum-Beob­ach­tungs­radar TIRA unter­stützt das Fraun­hofer-FHR Her­steller und Betreiber des­halb mit Analysen der Systeme im Ein­satz und gibt so wichtige Hin­weise zur ihrer korrekten Funktion und wie sie für ihre wich­tige Aufgabe weiter opti­miert werden können.

Abb.: CAD-Modell des CNES-Satel­liten Micro­scope mit zwei ent­falteten...
Abb.: CAD-Modell des CNES-Satel­liten Micro­scope mit zwei ent­falteten Deorbiting-Segeln. (Bild: CNES)

Im Herbst 2018 hat die französische Raumfahrtagentur CNES bei ihrem Satel­liten Micro­scope mit dem Ent­falten von zwei neu­artigen, passiven Deorbiting-Segeln, die wie Brems­segel funk­tio­nieren sollen, das Ende der Micro­scope-Mission ein­ge­leitet. Sie bringen den Satel­liten auf eine sich der Erde immer weiter nähernde Umlauf­bahn, so dass er in 25 Jahren in der Erd­atmo­sphäre ver­glühen soll. Zu diesen Maß­nahmen haben sich die Raum­fahrt­organi­sa­tionen frei­willig selbst ver­pflichtet, da Über­reste früherer Welt­raum­missionen zunehmend unsere allge­stützte Infra­struktur für Kommu­ni­ka­tion, Navi­ga­tion und vieles mehr bedrohen. Denn schon ein Zusammen­stoß mit einem nur ein Zenti­meter großen Teil­chen kann einen aktiven Satel­liten erheb­lich beschädigen oder zer­stören. Mehr Nach­haltig­keit im All ist gefragt.

Nach und nach kommen nun die ersten Deorbiting-Systeme zum Ein­satz. Diese Techno­logien sind noch relativ jung und die Kontrolle der korrekten Funktions­weise für Her­steller und Raum­fahrt­orga­ni­sa­tionen ist daher umso wichtiger. Sie könnte durch Elemente wie Kameras auf dem Satel­liten selbst erfolgen. Das ver­ursacht aller­dings hohe Zusatz­kosten und birgt ein gewisses Risiko, da diese Sensoren wartungs­frei die komplette Lebens- und Deorbiting-Dauer des Satel­liten funktions­tüchtig bleiben müssen. Mit dem Welt­raum­beob­ach­tungs­radar TIRA können die Wissen­schaftler des Fraun­hofer-FHR Raum­fahrt­betreiber jeder­zeit zuver­lässig vom Boden aus bei der Analyse der Systeme unter­stützen. Beim CNES-Satel­liten Micro­scope konnte TIRA auf wenige Zenti­meter genau ver­messen, dass sich beide 4,5 Meter langen Deorbiting-Segel voll­ständig ent­faltet und im korrekten Winkel zum Satel­liten aus­ge­richtet hatten.

Zusammen mit den von CNES am Satelliten selbst ange­brachten Druck­sensoren konnte so der erste Erfolg dieses Deorbiting-Systems gefeiert werden. In weiteren Messungen wird TIRA unter­suchen, ob die Segel weiter­hin stabil bleiben und sich die Umlauf­bahn des Satel­liten ver­ringern wird. Auch wenn kein Kontakt mehr zum Welt­raum­system besteht, hilft das Fraun­hofer-FHR mit immer feineren Ver­fahren bei der Analyse von Fehl­funk­tionen und beim Erstellen von Wieder­ein­tritts­prog­nosen aus­ge­musterter oder un­kon­trol­lier­bar gewor­dener Raum­fahrt­systeme wie der im Früh­jahr 2018 abge­stürzten chine­sischen Raum­station Tian­gong-1.

Fh.-FHR

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