16/12/2011 - Neue Methoden zur Entsorgung von Weltraummüll vorschlagen

Menéame

Das Projekt Ion Beam Shepherd for Contactless Space Debris Removal zielt darauf ab, das dringende Problem des Weltraummülls durch eine ehrgeizige, aber potenziell wirksame Wette zu lösen. Heute gibt es im Weltraum mehr als 19 000 Objekte von mehr als 10 Zentimetern und etwa 500 000 Objekte zwischen 1 und 10 Zentimeter, die alle aus früheren Raummissionen stammen, die in Umlauf gebracht wurden und die, wenn sie aufhören, einen Nutzen zu haben, Teil der Raummüllzählung werden. Die meisten befinden sich in niedriger Umlaufbahn (LEO) zwischen 800 und 1000 km von der Erdoberfläche, aber sie konzentrieren sich auch auf die geostationäre Höhe (GEO).

Die Kosten für die Beseitigung von Weltraummüll, vor allem von "toten" Startern und Satelliten, sind sehr hoch, aber ihre Beseitigung ist für die Zukunft des Weltraums notwendig; die Weltraumagenturen sind sich der Notwendigkeit bewusst, diesem Problem direkt zu begegnen, und haben damit begonnen, Maßnahmen zu ergreifen.

An der Spitze des Projekts befinden sich Forscher an der Polytechnischen Universität Madrid. Die Forschungsgruppen: die Space Dynamic Group und das Space Propulsion and Plasmas Team, die beide an der Technischen Hochschule für Luftingenieure (ETSIA) beteiligt sind, haben ihr Wissen zusammengeführt, um einen innovativen Vorschlag für die aktive Umlaufbahn von Weltraummüll zu entwickeln, der von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) über das Advanced Concepts Team im Rahmen des ARIADNA-Projektprogramms finanziert wurde.

Vorwärts zum Kessler-Syndrom

Jede neue Weltraummission steht vor der Gefahr eines Zusammenstoßes mit diesen "Raumwerken."Obwohl die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls noch gering genug ist, um die Nutzung des Weltraums als Ressource zu verhindern, liegt das eigentliche Problem in der Zukunft, da die Trümmer möglicherweise in Tausenden kleinerer Stücke kollidieren und zerfallen, was eine Kettenreaktion auslösen kann, die die wirtschaftlich attraktivsten Umlaufbahnen für Jahrzehnte oder Jahrhunderte völlig unbrauchbar macht, eine Wirkung, die als Kessler-Syndrom bekannt ist," erklärt Claudio Bombardelli, der Hauptforscher des Projekts.

Das Kessler-Syndrom zeichnet ein Szenario, in dem die weitere Zersetzung durch Kollisionen größerer Abfälle zu einer Wolke kleiner Abfälle führt, die bis zur Zerstörung jedes Objekts in dieser Umlaufbahn bombardieren würde. Ein entmutigendes Bild, das sich immer mehr Sorgen macht, wer im Weltraum seinen Forschungsbereich hat.

Neben Dr. Claudio Bombardelli vervollständigen sie das Forschungsteam, die Professoren Jesus Peláez und Eduardo Ahedo und die Absolventen der UPM, Mario Merino und Hodei Urrutxua. Sein Ziel ist es, die Aktionen und die Durchführbarkeit eines Systems der Umlaufbahn von Objekten von großer Größe durch den Einsatz eines Ionenstrahls, aus einem "Pfarrerschiff" ausgesendet zu kennen. Es geht darum, kontinuierlich eine kleine zerbrechliche Kraft auf den Rückstand auszuüben und ihn auf seinem Weg bis zum atmosphärischen Wiedereintritt oder zum "Friedhofskreis" am Ende seiner Lebensdauer zu begleiten. "Der Einsatz eines Ionenstrahls zur Übertragung eines Axialschubs ist ein alternativer und attraktiver Einsatz von Elektroraketen, einer aufstrebenden Technologie im Weltraumantrieb," so Professor Ahedo.

Der Vorteil Ihres Systems liegt darin, dass Sie den erforderlichen Schub aus mehreren Metern Entfernung und mit geringem Risiko eines Zusammenstoßes mit dem Objekt, dessen Umlaufbahn geändert werden soll, übertragen können. "Unser Projekt sieht die Möglichkeit vor, auf den Rückstand zu reagieren, ohne direkt mit ihm in Kontakt zu kommen und somit das Problem der physischen Erfassung eines Körpers in unkontrolliertem Rotationszustand zu vermeiden," so Professor Pelaez.

Auf dem Weg zu einer ersten Mission der "Umlaufbahnreinigung"

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Entwicklung des Systems heute technisch machbar ist. Seine Primärelemente sind Ionenantriebe, die bereits in wissenschaftlichen Weltraummissionen und kommerziellen Satelliten getestet wurden. "Die Entsorgung von Weltraumabfällen in der Umlaufbahn ist für die heutige Technologie schon immer als eine zu große Herausforderung angesehen worden. Eines der Ziele unseres Projekts besteht darin, die Komplexität dieser Operation zu verringern, so dass innerhalb von 10 Jahren eine erste Demonstrationsmission durchgeführt werden kann," so die Forscher.

Die Forschungen der UPM umfassen die physische Modellierung und Simulation der Interaktion des freien Körpers mit dem Plasmastrahl. In den Worten von Claudio Bombardelli "wir haben positive Ergebnisse erzielt, aber es bleibt noch viel zu tun; während die grundlegenden theoretischen Aspekte geklärt wurden, bleibt an die geniale Entwicklung unserer Ideen zu denken."

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