Weltraumschrott: Robotersonde Deos soll Müll im All beseitigen
Im Orbit wimmelt es vor Trümmern und defekten Satelliten. Ein autonomer Roboter namens Deos könnte künftig im All aufräumen. Er soll in Deutschland entwickelt werden.
© Promo/Astrium
Ein Servicesatellit (rechts) hat den "unkooperativen" Flieger eingefangen und soll ihn reparieren.
Es wird eng im Weltraum, zumindest in unmittelbarer Nähe zur Erde. Rund 1.000 aktive Satelliten kreisen dort, hinzu kommen jene, zu denen der Kontakt abgerissen ist, sowie ausgebrannte Oberstufen von Raketen. Kommt es zur Kollision, wie im Februar 2009, als ein russischer und ein amerikanischer Satellit zusammenstießen, entstehen nochmals viele kleinere Trümmer. All diese Objekte sind potenziell gefährlich: Sie könnten andere, millionenteure Satelliten treffen und schwer beschädigen. Oder sie stürzen unkontrolliert vom Himmel und schlagen womöglich in besiedeltem Gebiet ein.
Seit langem grübeln Forscher, was sie dagegen unternehmen können. Ein neuer Vorstoß kommt nun aus Deutschland, genannt "Deos" (Deutsche Orbitale Servicing Mission). In dem Konzept geht es um eine Serviceeinheit, die einen schwächelnden Satelliten ohne Funkkontakt – die Ingenieure nennen das Verhalten "unkooperativ" – einfängt, ihn repariert, betankt oder gezielt zum Absturz bringt.
Am Rande der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung erhielt die Firma Astrium offiziell den Auftrag, die dafür nötige Technik zu entwickeln. 15 Millionen Euro bekommt sie dafür vom Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Ein Test im Weltraum, der deutlich teurer sein wird, soll 2018 folgen.
Dabei sind folgende Schritte geplant: Ein "Servicer" und ein "Client" werden mit einer Rakete in eine Erdumlaufbahn gebracht. Dort soll der robotische Mechaniker zunächst per Lasersystem den hilfebedürftigen Flieger erfassen und sich langsam nähern. Weit genug entfernt, um eine Kollision zu vermeiden, und doch nah genug, um den Client mit einem Greifarm zu packen. Dann sollen beide Flugkörper fest aneinanderdocken, damit der Servicer elektrische Verbindungen am Client verändern sowie diesen betanken kann. Am Ende sollen beide vereint in die Atmosphäre gelenkt werden, damit sie dort verglühen.
Deos soll zivile Einsätze absolvieren, keine militärischen
Der Ansatz von Deos sei weltweit einmalig, sagte Christoph Hohage vom DLR-Raumfahrtmanagement. Schließlich handelt es sich nicht um kooperierende Systeme wie etwa bei der Internationalen Raumstation und einem Versorgungsfrachter, der daran ankoppelt. "Es ist eine echte Neulandmission und keinesfalls sicher, dass alle Verfahren beim ersten Mal perfekt klappen." Denn der Servicer wird laut Konzept nicht der verlängerte Arm eines Ingenieurs am Boden sein, sondern soll weitgehend eigenständig agieren. Immer wieder fiel bei der Präsentation das Wort von der "nachhaltigen Raumfahrt". "Der Schwerpunkt liegt auf Service", betonte DLR-Vorstandsmitglied Gerd Gruppe. Man strebe eine Lebenszeitverlängerung für Satelliten an, der kontrollierte Absturz sei nur das letzte Mittel.
Sichtlich überrascht reagierte das Podium auf Nachfragen zu einem möglichen militärischen Nutzen. Einen anderen Satelliten greifen, manipulieren oder zum Absturz bringen kann schließlich große taktische Vorteile bringen. "Militärische Anwendungen sind denkbar", gab Gruppe zu. Doch Deos werde ausschließlich zum zivilen Nutzen verfolgt. "Die Amerikaner sehen, was wir hier machen, und sind damit einverstanden." Aus Russland und China gebe es noch keine Reaktionen, fügte Hohage hinzu. "Wir stehen zum Dialog bereit."
Doch selbst in der zivilen Raumfahrt stehen kosmische Pannenhelfer, die Deos hervorbringen soll, vor großen Schwierigkeiten. Neben der noch zu entwickelnden Technik sind es vor allem die hohen Kosten für den Bau und den Start der Servicesatelliten, die ein Großreinemachen im Orbit vorerst unwahrscheinlich machen.
... das Teil sollte doch bitte - quasi standesgemäß - gelb lackiert und an den gefährlichen Kanten mit rot/weisen Schutzbaken versehen werden! :)
Von nachhaltiger Raumfahrt zu sprechen, wenn der "Service-Satellit" sich einen Unkooperativen schnappt um dann mit diesem in der Atmosphäre zu verglühen finde ich ein wenig gewagt. Wegwerf-Satellit würde es eher treffen.
Wenn der Servicesatellit einen Roboterarm hat, könnte er einen Unkooperativen einfach nach unten schubsen. Das wäre öfter als nur einmal durchführbar.
Betanken klingt auch nach einer theoretischen Möglichkeit, denn wenn ein Betanken nicht vorgesehen ist, wird es sich im All als denkbar schwierig erweisen. Wir schaffen es ja noch nicht einmal Menschen aus einem gesunkenen U-Boot zu holen (Kursk). Verglichen damit, ist Satelliten betanken pure Sci-Fi.
Bei Satelliten-Neubauten kann man gesetzlich erzwingen, dass eine technische Möglichkeit geschaffen werden muss, mit derer die Satelliten am Ende ihrer Lebenszeit (meist erschöpfte Treibstoffreserven) selbsttätig in die Atmosphäre eintreten.
Bei bereits vorhandenem Weltraumschrott ist dies nicht möglich. Eine theoretische Möglichkeit wäre es mit gebündeltem Sonnenlicht (Strahlungsdruck) oder einem Laser (abdampfendes Material) den Trümmern einen sanften Schubbs zu verpassen.
"Wenn der Servicesatellit einen Roboterarm hat, könnte er einen Unkooperativen einfach nach unten schubsen."
Das wäre eine gute Idee, wenn da nicht die Physik ein Wörtchen mitzureden hätte. Die meisten Orbits, unter Anderem die meisten Satellitenorbits, sind indifferente Systeme. Das heißt, dass ein "kleiner Schubs" den Satelliten nicht zum Absturz bringt, sondern nur auf eine "klein wenig" andere Umlaufbahn. Es wäre ein "großer Schubs" nötig. Das Problem mit einem solchen ist aber, dass, wegen actio = reactio der "schubsende" Satellit nicht nur den geschubsten, sondern auch sich selbst auf eine andere Umlaufbahn bringt. Diese Störung müsste dann durch Triebwerke ausgeglichen werden. Ironischerweise wäre die benötigte Treibstoffmenge im "schubsenden" Fall (z.B. weil ein starker Roboterarm mitgeführt werden muss, wass die Masse erhöht) also größer als in dem Fall, in dem einfach beide Satelliten verglühen.
Genauso müsste bei Ihren beiden Anderen Vorschlägen, (Sonne, Laser) die Intensität so groß sein, dass die Gefahr besteht, den Müll zu zerstören und damit die Trümmerzahl noch zu erhöhen.
Ich denke, dass im Moment diese verschwenderische Methode die einzig Gangbare ist. Im Endeffekt wäre es wohl am effizientesten, alte Satelliten und Trümmer entweder im Orbit zu sammeln oder zu recyclen. Das ist in beiden Fällen zwar noch Zukunftsmusik, aber ich persönlich bin optimistisch.
"Wenn der Servicesatellit einen Roboterarm hat, könnte er einen Unkooperativen einfach nach unten schubsen."
Das wäre eine gute Idee, wenn da nicht die Physik ein Wörtchen mitzureden hätte. Die meisten Orbits, unter Anderem die meisten Satellitenorbits, sind indifferente Systeme. Das heißt, dass ein "kleiner Schubs" den Satelliten nicht zum Absturz bringt, sondern nur auf eine "klein wenig" andere Umlaufbahn. Es wäre ein "großer Schubs" nötig. Das Problem mit einem solchen ist aber, dass, wegen actio = reactio der "schubsende" Satellit nicht nur den geschubsten, sondern auch sich selbst auf eine andere Umlaufbahn bringt. Diese Störung müsste dann durch Triebwerke ausgeglichen werden. Ironischerweise wäre die benötigte Treibstoffmenge im "schubsenden" Fall (z.B. weil ein starker Roboterarm mitgeführt werden muss, wass die Masse erhöht) also größer als in dem Fall, in dem einfach beide Satelliten verglühen.
Genauso müsste bei Ihren beiden Anderen Vorschlägen, (Sonne, Laser) die Intensität so groß sein, dass die Gefahr besteht, den Müll zu zerstören und damit die Trümmerzahl noch zu erhöhen.
Ich denke, dass im Moment diese verschwenderische Methode die einzig Gangbare ist. Im Endeffekt wäre es wohl am effizientesten, alte Satelliten und Trümmer entweder im Orbit zu sammeln oder zu recyclen. Das ist in beiden Fällen zwar noch Zukunftsmusik, aber ich persönlich bin optimistisch.
"Wenn der Servicesatellit einen Roboterarm hat, könnte er einen Unkooperativen einfach nach unten schubsen."
Das wäre eine gute Idee, wenn da nicht die Physik ein Wörtchen mitzureden hätte. Die meisten Orbits, unter Anderem die meisten Satellitenorbits, sind indifferente Systeme. Das heißt, dass ein "kleiner Schubs" den Satelliten nicht zum Absturz bringt, sondern nur auf eine "klein wenig" andere Umlaufbahn. Es wäre ein "großer Schubs" nötig. Das Problem mit einem solchen ist aber, dass, wegen actio = reactio der "schubsende" Satellit nicht nur den geschubsten, sondern auch sich selbst auf eine andere Umlaufbahn bringt. Diese Störung müsste dann durch Triebwerke ausgeglichen werden. Ironischerweise wäre die benötigte Treibstoffmenge im "schubsenden" Fall (z.B. weil ein starker Roboterarm mitgeführt werden muss, wass die Masse erhöht) also größer als in dem Fall, in dem einfach beide Satelliten verglühen.
Genauso müsste bei Ihren beiden Anderen Vorschlägen, (Sonne, Laser) die Intensität so groß sein, dass die Gefahr besteht, den Müll zu zerstören und damit die Trümmerzahl noch zu erhöhen.
Ich denke, dass im Moment diese verschwenderische Methode die einzig Gangbare ist. Im Endeffekt wäre es wohl am effizientesten, alte Satelliten und Trümmer entweder im Orbit zu sammeln oder zu recyclen. Das ist in beiden Fällen zwar noch Zukunftsmusik, aber ich persönlich bin optimistisch.
so langt es doch, seine Bahngeschwindigkeit um vielleicht 80 m/s abzusenken, so dass sein Perigäum anschließend in dichteren Atmosphärenschichten liegt und er von allein weiter abgebremst wird. Dafür würde ich ein kompaktes Modul bestehend aus einem kleinen Triebwerk und einem Tank konstruieren und dieses an dem Schrottsatelliten anbringen. Dazu noch ein einfaches Lageerkennungssystem, welches dafür sorgt, dass das Triebwerk nur dann feuert, wenn es bremsend auf den Satelliten wirkt.
Wenn der Deos-Hauptsatellit mehrere solcher Triebwerkmodule an Bord hat, würden die Kosten für den gesteuerten "Absturz" eines Schrottsatelliten deutlich sinken.
so langt es doch, seine Bahngeschwindigkeit um vielleicht 80 m/s abzusenken, so dass sein Perigäum anschließend in dichteren Atmosphärenschichten liegt und er von allein weiter abgebremst wird. Dafür würde ich ein kompaktes Modul bestehend aus einem kleinen Triebwerk und einem Tank konstruieren und dieses an dem Schrottsatelliten anbringen. Dazu noch ein einfaches Lageerkennungssystem, welches dafür sorgt, dass das Triebwerk nur dann feuert, wenn es bremsend auf den Satelliten wirkt.
Wenn der Deos-Hauptsatellit mehrere solcher Triebwerkmodule an Bord hat, würden die Kosten für den gesteuerten "Absturz" eines Schrottsatelliten deutlich sinken.
Es gibt doch das Konzept von Sonnensegeln. Sie sollen eigentlich den Strahlungsdruck der Sonne verwenden um etwas zu Beschleunigen. Das könte durch geschickte Rotation des Segels, sodass die Sonne immer weiter abbremst, den Absturtz beschleunigen. Bei Erdnahem Orbit würde dadurch auch die Reibung steigen, sodass das Objekt schneller langsam wird.
So ein Segel ist mit Sicherheit nicht immer anwendbar, wäre aber bestimmt nachhaltiger. Außerdem wärs vielleicht auch ne gute Beleuchtung für die Erde wenn es reflektiert...
... eine gute Idee, aber ein paar Probleme damit gibts es trotzdem:
1. Sonnensegel müssen (im Vergleich zu der zu beschleunigenden Masse) gigantisch groß sein
2. Die Reibung in niedrigen Orbits ist ohnehin so groß, dass Satelliten eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben. Systeme wie Deos sind eher für langlebigere Bahnen effizient.
3. Mehr Sonne braucht man auf der Erde eher nicht. Reflektieren müssten die Sonnensegel also nicht unbedingt.
... eine gute Idee, aber ein paar Probleme damit gibts es trotzdem:
1. Sonnensegel müssen (im Vergleich zu der zu beschleunigenden Masse) gigantisch groß sein
2. Die Reibung in niedrigen Orbits ist ohnehin so groß, dass Satelliten eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben. Systeme wie Deos sind eher für langlebigere Bahnen effizient.
3. Mehr Sonne braucht man auf der Erde eher nicht. Reflektieren müssten die Sonnensegel also nicht unbedingt.
... eine gute Idee, aber ein paar Probleme damit gibts es trotzdem:
1. Sonnensegel müssen (im Vergleich zu der zu beschleunigenden Masse) gigantisch groß sein
2. Die Reibung in niedrigen Orbits ist ohnehin so groß, dass Satelliten eine verhältnismäßig kurze Lebensdauer haben. Systeme wie Deos sind eher für langlebigere Bahnen effizient.
3. Mehr Sonne braucht man auf der Erde eher nicht. Reflektieren müssten die Sonnensegel also nicht unbedingt.
Mir ist beim nochmaligen Durchlesen ein kleiner Fehler im Artikel aufgefallen:
Es waren nicht zwei russische, sondern ein russischer (Kosmos-2251) und ein amerikanischer (Iridium 33) Satellit, die 2009 kollidierten.
Liebe(r) PGMN,
vielen Dank für den Hinweis. Sie Haben Recht. Wir haben es im Text entsprechend geändert.
Grüße aus der Redaktion!
Liebe(r) PGMN,
vielen Dank für den Hinweis. Sie Haben Recht. Wir haben es im Text entsprechend geändert.
Grüße aus der Redaktion!
Liebe(r) PGMN,
vielen Dank für den Hinweis. Sie Haben Recht. Wir haben es im Text entsprechend geändert.
Grüße aus der Redaktion!
haben sich wohl in Spielen wie Ogame etc. inspirieren lassen^^
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