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„Ein Sonnensturm könnte den Kontrollverlust
für einen oder mehrere Satelliten auslösen.“
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ihrer Ausrichtung zur Sonne
und ihrer Nähe zu anderen
Bauteilen mit einer hohen
Wärmeabgabe. Für die Temperaturregelung
an Bord des Satelliten
werden für jedes Teilsystem
angepasste Methoden
der Ein- und Abstrahlung angewandt.
Zudem wird die Ummantelung
der Satelliten teilweise
mit speziellen Schutzmaterialien
beschichtet.
Auch die Erdatmosphäre stellt
die Satelliten vor Herausforderungen.
Das gilt besonders für
Satelliten, die sich in erdnahen
Umlaufbahnen bewegen,
den sogenannten Low Earth
Orbits (LEO). Durch die ständige
Expansion und Kontraktion
der Atmosphäre variiert die
Sonnenaktivität sehr stark. In
Phasen maximaler Sonnenaktivität,
auch Solar Maxima genannt,
dehnt sich die Erdatmosphäre
aus und steigt auf.
In der Folge sehen sich die
Satelliten unterschiedlichen
Luftwiderständen ausgesetzt,
die bremsend wirken. Daher
müssen die Satelliten Kurskorrekturen
durchführen, um
ihre festgelegten Koordinaten in der Umlaufbahn beizubehalten.
Bedrohung durch Sonnenstürme
Sonneneruptionen sind ein weiteres Risiko. Diese unvorhersehbaren
koronalen Massenauswürfe setzen
eine enorme Strahlung frei, die die Funkübertragung
stört. Das wirkt sich auf Satelliten aus und kann in extremen
Fällen zum Ausfall bestimmter Funktionen
führen. Man weiß heute sehr viel mehr über die Erosi-
KOSMISCHE MÜLLABFUHR
Nach Angaben von NASA, ESA und CNE müssten jedes
Jahr zehn große Trümmerteile beseitigt werden,
um den Müll im All auf ein stabiles, nachhaltiges
Niveau zu begrenzen. Bei der Entwicklung neuer
Technologien zur Schrottbeseitigung im Orbit
setzen die Raumfahrtagenturen auf eine enge Zusammenarbeit
mit der Industrie. Die Konzepte reichen
von Laserkanonen bis zu sogenannten Space
Tethers. Allen diesen Konzepten gemein ist, dass
sie sehr teuer sind.
Eine der wohl praktikabelsten Ideen ist der Space-
Tether. Dabei handelt es sich um ein mehrere Kilometer
langes, elektrodynamisches Kabel, mit dem
ausgediente Satelliten versehen werden. Das Kabel
bewegt sich durch das magnetische Feld der Erde
und verursacht eine Strömung, die ein automatisches
Deorbiting-Manöver des Satelliten auslöst.
Diese Technik würde kaum Veränderungen in der-
Satellitenkonstruktion und auch keine zusätzliche
Energie erfordern.
Ein weiteres Verschrottungsverfahren sind sogenannte
Gossamer Orbit Lowering Devices, leichte
Sonnensegel, die sich am Ende der Einsatzdauer
des Satelliten entfalten. Durch den erhöhten Widerstand
in der Restatmosphäre würde der Satellit
wesentlich stärker abgebremst und so schneller in
Richtung Erdatmosphäre sinken, in der er dann verglüht.
Ideen gibt es zuhauf, zum Beispiel auch das
Konzept mobiler Reparaturstationen, die defekte
oder alte Satelliten wieder funktionstüchtig machen
oder ausgediente Satelliten – zum Beispiel
mithilfe eines großen Netzes – einsammeln und
dann in andere Umlaufbahnen befördern.
Thierry Colliot, Managing Director of SpaceCo
on der Solarkollektoren eines
Satelliten und berücksichtigt
dies bereits im Vorfeld.
Dennoch bleibt dies
eine ständige Gefahr, die
die Lebensdauer eines Satelliten
deutlich verkürzen
kann. Eine große Sonneneruption
kann zum kompletten
Kontrollverlust
über einen oder mehrere
Satelliten führen.
Zum Schutz der Satelliten
werden die Solarkollektoren
auf dem Weg ins All
schrittweise geöffnet und
die Bordelektronik entsprechend
ausgelegt. „Diese Risiken
werden engmaschig
überwacht, da sie potenziell
katastrophal sein und
eine große Zahl von Satelliten
betreffen können“, sagt
Thierry Colliot, Managing
Director of SpaceCo und
Head of Aviation Underwriting
bei AGCS France, die
für Satellitenversicherung
verantwortlich ist. „Allerdings
ist die Wahrscheinlichkeit
einer großen Sonneneruption
nach wie vor
gering.“ Die Experten gehen davon aus, dass rund 40
Satelliten als direkte Folge eines geomagnetischen
Sturms kritische Schäden oder sogar einen Totalschaden
davongetragen haben.
Abgesehen von Sonneneruptionen ist die Solarstrahlung
in den mittleren Umlaufbahnen am stärksten, wo
diese den Van-Allen-Strahlungsgürtel kreuzt. Dieses
Phänomen setzt sich auch in LEOs fort, vor allem in der
sogenannten Südatlantischen Anomalie. Hier gibt es
16.000 Objekte bestehen aus:
62 % Fragmente
16 % ausgediente Satelliten
6 % aktive Satelliten
8 % Raketenteile
8 % andere Objekte aus Missionen
häufig strahlungsbedingte Vorfälle mit Satelliten, die jedoch
im Allgemeinen keine gravierenden Folgen haben.
Vielleicht noch bedrohlicher als natürliche Gefahren ist
das Risiko eines Zusammenstoßes mit Schrottteilchen.
Seit dem Beginn der Raumfahrt wurden unzählige Objekte
im All zurückgelassen. Schätzungen zufolge kreisen
mehr als 16.000 frei fliegende Fragmente mit einem
Durchmesser von zehn Zentimeter oder mehr um die Erde.
Schäden durch Schrott
„Das Weltall wird zur Müllhalde“, sagt Colliot. „Die Zahl
der Schrottteile ist inzwischen so hoch, dass sie sich
nicht mehr durch die natürliche Zerstörung beim Eintritt
in die Erdatmosphäre verringert. Stattdessen gibt
es immer mehr Bruchstücke, weil Objekte zusammenstoßen
und neue Teile produzieren, die wieder mit anderen
kollidieren. Diese endlose Kettenreaktion wird
auch als Kessler-Syndrom bezeichnet.“
Im All sind Flugkörper mit großen Geschwindigkeiten –
von rund zehn Kilometer pro Sekunde – unterwegs.
Jedes Objekt, das mehr als zehn Zentimeter bemisst,
kann erhebliche, sogar katastrophale Schäden an aktiven
Satelliten verursachen. Deutlich gezeigt hat dies
Schrottteile in LEO
8.100 Objekte und Fragmente
1.600 ausgediente Satelliten
400 aktive Satelliten
900 Raketenteile
1.000 diverse Objekte
Schrottteile in GEO
480 ausgediente Satelliten
370 aktive Satelliten
190 Raketenteile
Ungefähr 60 diverse Objekte aus Raumfahrtmissionen
die Kollision zwischen zwei Nachrichtensatelliten im
Jahr 2009 – dem ausgedienten Kosmos 2251 und dem
noch in Betrieb befindlichen Iridium 33. Kleinere Objekte
mit einem Durchmesser von ein bis zehn Zentimeter
stellen sogar eine noch größere Gefahr dar – schlichtweg
aufgrund ihrer bloßen Zahl von schätzungsweise
300.000 Stück. Noch wesentlich höher ist die Zahl von
Miniteilchen, die kleiner als ein Zentimeter sind, mehr
als 35 Millionen sollen im All kreisen; bei einem Aufprall
können sie Oberflächen buchstäblich durchlöchern.
In den ruhigen Friedhofsorbit
Nach Ablauf ihrer Lebensdauer werden Satelliten in
eine andere Umlaufbahn befördert. Dabei werden sie in
einen neuen ‚Friedhofsorbit‘ 300 km oberhalb des geostationären
Orbits (GEO) gebracht, der weniger stark
frequentiert ist. Solche Deorbiting-Manöver werden
auch mit Satelliten in LEOs durchgeführt. Satellitenbetreiber
sind heute verpflichtet, die dort befindlichen Satelliten
innerhalb von 25 Jahren nach Ende der Lebensdauer
zurückzuholen. Statt sie jedoch in einen weniger
kollisionsgefährdeten Orbit zu verlegen, werden diese
in die Erdatmosphäre zurückgesteuert, wo sie aufgrund
ALLTOURISMUS:
BALD EINE REALITÄT?
Bereits 2015 könnte
es jährlich mehr
300.000 Urlaubsflüge
ins Weltall geben.
Unternehmen wir
Virgin Galactic haben
bereits 450 Tickets
für eine Reise ins
Weltall verkauft. Für
solche Hobbyastronauten
gibt es spezielle
Formen der
Reiseversicherung.
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