Welche Gegenmaßnahmen gibt es?

Satelliten werden nach ihrer aktiven Phase in einen sicheren Zustand versetzt

Die beobachtete und durch mathematische Modelle errechnete Zunahme von Space Debris und solche Ereignisse wie der Zusammenstoß zweier Satelliten (Iridium 33 und Kosmos 2251) 2009 haben gezeigt, dass dringend Gegenmaßnahmen in Angriff genommen werden müssen. Dazu bieten sich verschiedene Aktivitäten an:

  • aktive und passive Schutzmaßnahmen für operationelle Satelliten
  • Vermindern des vorläufig nicht zu verhindernden Zuwachses von Raumfahrtrückständen
  • Entfernung von Weltraummüll aus Bahnregionen mit kritischen Konzentrationen.

Voraussetzung für einige der Maßnahmen ist jedoch die genaue Vorhersage der Bahnverläufe von Satelliten und erfassbaren Trümmerteilen, das heißt die Beobachtungsnetzwerke müssen weiter verdichtet und verbessert werden.

Passiver und aktiver Schutz von Satelliten

Passiven Schutz bieten unter anderen spezielle Schutzschilde für Raumfahrzeuge, die sowohl kleine Fragmente als auch Mikrometeoriten abhalten. So sind die bemannten Module der ISS vor den Folgen von Einschlägen durch Objekte bis zu 1,4 Zentimetern Durchmesser durch sogenannte „Whipple“ Schilde geschützt. Die nach dem Kometenforscher Fred Whipple genannte Schutzwand zerstört beim Eindringen eines Fragmentes dessen Struktur. Das Teilchen zerfällt in eine Wolke dünnerer Partikel, die durch weitere Schutzschichten aufgefangen werden. Die in Sandwichbauweise hergestellten Platten bestehen aus zwei Aluminiumblechen mit Dicken von 2,5 Millimetern außen und 4,8 Millimetern innen. Der Abstand zwischen beiden Blechen beträgt 110 Millimeter. Zwischen die Bleche wurde außerdem noch eine „kugelsichere Weste“ in Form von zwei Folien aus vier Millimeter dickem Nextel und sechs Millimeter dicken Kevlar integriert. Nextel ist eine sehr stabile Metalloxid-Keramik und Kevlar ein Aramid genanntes Polymer, das sich vor allem durch hohe Schlagzähigkeit auszeichnet.

Unter aktiven Schutzmaßnahmen versteht man in erster Linie die Vermeidung von Kollisionen zwischen aktiven, steuerbaren Satelliten und bekannten, katalogisierten Objekten. Dazu gehört die Überprüfung von Starttrajektorien und Satellitenbahnen auf riskante Annäherungen mit SSN-Katalogobjekten. Die Bahnen operationeller Satelliten werden im Allgemeinen über Zeiträume von bis zu sieben Tagen auf Nahvorbeiflüge von Objekten untersucht. Unterschreitet die Vorbeiflugdistanz einen vorgegebenen Schwellenwert oder überschreitet die Kollisionswahrscheinlichkeit einen gegebenen Grenzwert, muss der Satellit ausweichen. Für die Internationale Raumstation (ISS) gab es bis Ende 2012 mehr als 15 derartige Manöver. Ähnliche Statistiken gibt es für die Satellitenflotten der NASA und anderer nationaler europäischer Raumfahrtagenturen.

Reduzierung der Zunahme von Weltraummüll

Friedhofsorbit für ausgediente geostationäre Satelliten

Die aktiven und passiven Schutzmaßnahmen helfen jedoch langfristig nichts, wenn nicht neuer Weltraummüll vermieden wird. Folgenden Maßnahmen haben sich - bestätigt durch Simulationen der Müllumgebung - als effizient erwiesen:

  • Beim Start sollten lediglich die Nutzlasten und die Oberstufe freigesetzt und zusätzliche Objekte durch konstruktive Lösungen (zum Beispiel kein Abtrennen von Abdeckkappen, Adaptern, Spannbändern oder Sprengbolzen) vermieden werden
  • Begrenzung der orbitalen Verweilzeit von Satelliten und Oberstufen nach Missionsende (das betrifft 24,5 Prozent der Objekte im SSN-Katalog), indem nicht mehr benötigte Objekte auf Bahnen mit einer Restlebensdauer von weniger als 25 Jahren befördert werden
  • Anhebung von Objekten in der geostationären Bahn auf Friedhofsbahnen etwa 300 Kilometer oberhalb der geostationären Bahn.
  • Vermeidung von Explosionen im Orbit (Ursache von 52 Prozent der Objekte im SSN-Katalog) durch Verbot von bewusst herbeigeführten Ereignissen (Antisatellitentests), Ablassen des Restinhalts von Treibstofftanks und Druckgasbehältern, Entladung von Batterien und Drehzahlreduktion von Drallrädern (die der Satellitenorientierung dienen),
  • Vermeidung von Kollisionen im Orbit
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