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Warum Satelliten-Megakonstellationen eine Bedrohung für die Zukunft des Weltraums darstellen
Frau Technik | Globus: Wikimedia Commons
Als Indien diese Woche einen seiner eigenen Satelliten mit einer Rakete abschoss, war der NASA-Administrator Jim Bridenstine nicht beeindruckt. Absichtlich Trümmerfelder zu schaffen, ist falsch ... Wenn wir Weltraum zerstören, bekommen wir ihn nicht zurück, sagte er.
Er bezog sich auf das wachsende Problem von Weltraumschrott : tote Satelliten, übrig gebliebene Raketen und Trümmer früherer Kollisionen, die funktionierende Satelliten, die bemannte Raumfahrt und sogar die Internationale Raumstation bedrohen.
Es ist noch zu früh, um ausreichend gute Daten über die Trümmerwolke aus Indiens Anti-Satelliten-Test zu haben, und Ortungsfirmen werden das Gebiet genau überwachen. Das Pentagon hat derzeit 250 einzelne Stücke im Auge, ein Beamter sagte Reuters . Aber obwohl es wahrscheinlich ist, dass die Kollision eine Wolke aus Metallsplittern erzeugt hat, geschah dies in relativ geringer Höhe. Die Mehrheit wird innerhalb von Monaten in die Erdatmosphäre geschleppt.
Und während Bridenstine über den Indien-Test nicht erfreut war, haben Weltraumschrott-Experten derzeit viel größere Bedenken. Vorgeschlagene Mega-Konstellationen von Satelliten, die höher sitzen, dürften weitaus größere und länger anhaltende Probleme verursachen.
Etwa die Hälfte aller Trümmer im Weltraum heute stammt von nur zwei Ereignissen: einem Antisatellitentest der chinesischen Regierung im Jahr 2007 und einer versehentlichen Kollision zwischen zwei Satelliten im Jahr 2009.
Aber es gibt Pläne, den erdnahen Orbit erheblich dichter zu machen. So will beispielsweise das Satelliten-Startup OneWeb 900 kleine Satelliten in die Umlaufbahn bringen, um Breitband-Internetverbindungen an Orten bereitzustellen, an denen es derzeit nicht verfügbar ist. SpaceX hat inzwischen die Genehmigung erhalten, 12.000 Satelliten durch erdnahe und sehr erdnahe Umlaufbahnen zu streuen. Andere Firmen wie Telesat und LeoSat haben ähnliche, kleinere Pläne.
Dieser plötzliche Zustrom von Neuankömmlingen kann ernsthafte Probleme verursachen. In einem Papier, das im vergangenen Oktober auf dem 69. Internationalen Astronautenkongress in Bremen, Deutschland, vorgestellt wurde, berechnete Glenn Peterson, ein Forscher der Aerospace Corporation, die Auswirkungen der Einführung Tausender von Satelliten für Kommunikation, Überwachung und Erdbeobachtung in die erdnahen Umlaufbahnen der größte Teil des Weltraumschrotts befindet sich.
Wenn alle Mega-Konstellationen gestartet würden, stellte Peterson fest, dass aktuelle Tracking-Technologien jährlich über 67.000 Kollisionswarnungen generieren würden. Die Betreiber müssten sich dann entscheiden, ob sie Hunderte von vorsorglichen Satellitenmanövern pro Tag durchführen oder die geringe Wahrscheinlichkeit einer Kollision riskieren.
Im Januar beginnt die Radarbildgebung mit synthetischer Apertur Kapelle entschied sich dafür, seinen einzigen Satelliten, Denali, zu verlegen, als er mit einer möglichen Verbindung mit einem Werbespot konfrontiert wurde CubeSat . Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision stieg auf 12 Prozent, sagt Capella-CEO Payam Banazadeh. Das ist ein großes Risiko und wir haben es sehr ernst genommen.
Es war das erste Mal, dass Capella Denalis Triebwerk benutzte, und der gesamte Vorgang dauerte mehrere Tage. Zukünftige Manöver wären schneller, würden aber immer noch das Endergebnis seines Unternehmens beeinträchtigen – besonders wenn sie mehrmals am Tag durchgeführt werden müssten, sagt Banazadeh: Anstatt Bilder über ein bestimmtes Gebiet zu sammeln, ändern Sie Ihre Umlaufbahn, Sie nehmen Kraft und Ressourcen, um dieses Manöver durchzuführen, und dann nehmen Sie sich Zeit, um es hinterher zu überprüfen.
Aber wenn sich auch nur eine verpasste Warnung als richtig herausstellt, könnte das katastrophal sein.
Die Konjunktion zwischen einem Iridium-Kommunikationssatelliten und einem inaktiven russischen Satelliten im Jahr 2009 hätte vorhergesagt werden können, aber der Wahrscheinlichkeitswert hob sich nicht von vielen anderen Konjunktionen ab, mit denen Iridium an diesem Tag konfrontiert war, schreibt Peterson in der Zeitung.
Niemand schlägt vor, dass Iridium sich entschieden hat, den Satelliten nicht zu bewegen, um Geld zu sparen oder seine Betriebsdauer zu verlängern, aber die Umgebung im Orbit wird immer dichter und wettbewerbsintensiver.
Wenn ich ein guter Verwalter des Weltraums bin, bedeutet das nicht, dass andere es auch sein werden, sagt Banazadeh. Es braucht vielleicht nur ein paar schlechte Schauspieler auf dem Weg, um es für alle Beteiligten noch viel schlimmer zu machen.
Verbessertes bodengestütztes Radar, bekannt als der Weltraumzaun , sollte bald zum Space Surveillance Network der USA kommen. Dies soll die Genauigkeit von Vorhersagen über mögliche Kollisionen verbessern. Aber diese Technologie ist ein zweischneidiges Schwert, betont Peterson. Wo die heutigen Radargeräte nur ungefähr 20.000 Weltraumschrottstücke mit einer Größe von mehr als 10 Zentimetern zuverlässig verfolgen können, werden die Sensoren von morgen Fragmente von bis zu 2 Zentimetern Größe aufdecken – vielleicht 200.000.
Peterson berechnet, dass selbst wenn alle Objekte genau verfolgt werden, die größeren Konstellationen immer noch mit mehreren hundert Fehlalarmen pro Jahr konfrontiert sind. Einige Bediener könnten versucht sein, eine wenig wahrscheinliche Kollision mit etwas von der Größe einer Schraube zu riskieren, selbst wenn es sich mit über 30.000 Stundenkilometern bewegt.
Derzeit gebe es keine internationalen Regeln, die in allen Ländern und für alle Unternehmen richtig durchgesetzt werden könnten, sagt Banazadeh. Es gibt viel Selbstregulierung, und Selbstregulierung im Weltraum ist wirklich, wirklich gefährlich.