01.01.2019 | Magazin:

Bild des Monats: Weltraumschrott-Simulation Eingereicht von Jürgen Lorenz aus dem Institut für Raumfahrtsysteme

Tausende Tonnen Weltraumschrott fliegen durchs All und umrunden unseren Planeten. Die wachsende Anzahl der Weltraumrückstände, wie sie wissenschaftlich genannt werden, ist ein immer größer werdendes Problem in der Raumfahrt. Bereits kleinste Teile können großen Schaden an Satelliten oder Raumstationen verursachen und damit Mensch und Technik gefährden. Am Institut für Raumfahrtsysteme (IRAS) der TU Braunschweig beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler intensiv mit diesen Rückständen, die in unserem Bild des Monats als Simulation gezeigt werden.

Die Simulation zeigt den Weltraumschrott, der sich um die Erde bewegt. Bildnachweis: Jürgen Lorenz/TU Braunschweig

Wo kommt der Weltraummüll her? Wie verhalten und bewegen sich die Rückstände? Wie sieht es in 100 Jahren aus? Muss ein Satellit ein Ausweichmanöver fliegen? Um diese Fragen beantworten zu können, tragen die Forscherinnen und Forscher alle zur Verfügung stehenden Quellen zusammen und erstellen damit ein Modell, das sogenannte Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference Modell – kurz das MASTER Modell. Zu den Quellen gehören zum Beispiel Sensordaten von Radaranlagen oder Teleskopen, Satellitendaten, die Messgeräte für diesen Zweck an Bord haben, oder die Analyse von zur Erde zurückgeholten Objekten.

Hohes Kollisionsrisiko

Das MASTER Modell wird mithilfe einer von Jürgen Lorenz, wissenschaftlicher Mitarbeiter am IRAS, entwickelten Software namens DOCTOR visualisiert. Das mit DOCTOR erzeugte Bild zeigt die Erde bis zur geostationären Umlaufbahn und alle vorkommenden Objekte, die größer als ein Zentimeter sind. Die Objekte werden um Faktor 1000 vergrößert dargestellt, damit sie mit dem Auge erkennbar sind. Durch die große Anzahl der Weltraumrückstände auf den niedrigen Erdorbits (Low Earth Orbit LEO) ist im Modell von der Erde kaum etwas zu erkennen. In diesem Bereich herrscht ein erhöhtes Kollisionsrisiko. Dort befinden sich zum Beispiel Erdbeobachtungssatelliten und die Internationale Raumstation ISS.

Ebenso könnte es im geostationären Orbit (GEO) zu Zusammenstößen mit Weltraumschrott kommen. Auf dem Bild ist die Umlaufbahn gut durch den roten Ring zu erkennen. Hier sind auch die Übertragungssatelliten fürs Fernsehen positioniert. Der etwas „aufgeräumtere“ mittlere Bereich zwischen LEO und GEO wird MEO (Medium Earth Orbit) genannt. Im MEO bewegen sich Navigationssatelliten, aber auch Rückstände von Transfermanövern. Von dem im Bild dargestellten Objekten sind nur 1,6 Prozent aktive Satelliten, der Rest ist Weltraumschrott.