Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg 25. Januar 2024.

25. Januar 2024 – Ein neues Teleskop ist seit Januar 2024 auf dem Hubland-Campus der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Betrieb. Ein studentisches Team entwickelt damit KI-Algorithmen für Kleinsatelliten, um Kollisionen mit Weltraumschrott im Orbit effizienter als bislang zu verhindern. Das Fernziel: Die Satelliten sollen mittels einer intelligenten optischen Sensorik drohende Kollisionen selbstständig erkennen und ihnen autonom ausweichen können. Das Bundeswirtschaftsministerium fördert das Projekt namens KI-SENS mit gut 500.000 Euro.

Wodurch sich das neue Teleskop auszeichnet
Das Teleskop steht auf dem Dach des Geographiegebäudes am Hubland-Campus. „Es ist dazu in der Lage, der Flugbahn auch kleinerer Objekte besonders schnell und präzise zu folgen“, erklärt Hakan Kayal, JMU-Professor für Raumfahrttechnik. Darum lasse sich die Kuppel auch komplett öffnen – bei langsameren Teleskopen ist sie immer nur einen Schlitz breit offen und dreht sich komplett mit.

Die Fernsteuerung für das Teleskop befindet sich an zwei Orten auf dem Campus: Zum einen im Missionskontrollzentrum von Hakan Kayals Professur, wo auch weitere Teleskope und Satellitenmissionen gesteuert werden. Zum anderen in den Räumen des studentischen Vereins WüSpace e.V. Darin sind Würzburger Studierende der Luft- und Raumfahrtinformatik organisiert; 20 von ihnen arbeiten am Projekt KI-SENS mit.

Transfer vom Teleskop auf einen Satelliten
Was die Studierenden mit dem neuen Teleskop machen? Sie bringen ihm auf Basis von KI-Algorithmen bei, kleine bewegliche Objekte am Himmel zu erkennen und deren Flugbahn vorauszuberechnen, so dass es die Objekte verfolgen kann. „Wir ziehen dafür eine konventionelle Objektdetektion auf und parallel eine zweite, die auf KI basiert“, erklärt Masterstudent Maximilian Reigl.

Die Algorithmen werden dann auf einen Satellitensensor übertragen. Am Ende soll ein Sensor-Prototyp gebaut sein und in einem Testlabor geprüft werden. Der Plan ist, diese Arbeiten bis Ende 2024 abzuschließen. „Wenn wir beweisen, dass der KI-Sensor mit hoher Wahrscheinlichkeit auch im Orbit funktionieren wird, wäre der nächste Schritt ein echter Weltraumtest“, so der Student der Luft- und Raumfahrtinformatik.

Ausweichmanöver bislang manuell gesteuert
Falls alles klappt, könnte am Ende eine Innovation aus Würzburg stehen, die mehr Sicherheit für Satelliten und die bemannte Raumfahrt bedeutet. Denn das Risiko für Kollisionen mit Weltraumschrott ist hoch und wächst stetig weiter, wie die Europäische Raumfahrtagentur ESA in einem Bericht von 2023 bekräftigt.

„Die USA unterhalten ein großes und dichtes Beobachtungsnetz, mit dem sie täglich mögliche Kollisionen mit Weltraumschrott vorausberechnen und darauf reagieren. Die ESA baut ein solches Netz derzeit auf“, sagt Hakan Kayal. Bislang werden die nötigen Ausweichmanöver manuell von Menschen gesteuert. Im Fall der Internationalen Raumstation ISS sei das mehrmals im Jahr nötig. Die Manöver sind aufwändig, erhöhen den Treibstoffverbrauch und außerdem die Gefahr, beim Verlassen der Flugbahn mit anderen Objekten zusammenzustoßen. Ein intelligenter Sensor, der diese Manöver autonom erledigen kann, wäre ein deutlicher Fortschritt.

Nachwuchs für die Raumfahrttechnik
Das besondere an KI-SENS: Die Arbeiten am Projekt werden von im Verein WüSpace organisierten Studierenden der JMU weitgehend selbstständig vorangetrieben. Unterstützt werden sie dabei von Professor Kayal und Projektleiter Tobias Herbst. Auf diese Weise lernen die Studierenden den Ablauf eines Entwicklungsvorhabens in der Raumfahrt von A bis Z kennen.

Die verstärkte Beteiligung von Studierenden an Kleinsatelliten-Programmen ist dem Bundeswirtschaftsministerium als Geldgeber sehr wichtig, wie Hakan Kayal erklärt: „Es geht darum, im Sinne der Nachwuchsgewinnung die Attraktivität des Fachs weiter zu steigern.“

Fördergeld auch für andere Projekte
Die Deutsche Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fördert das Vorhaben KI-SENS mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK; Förderkennzeichen 50RU2227).

KI-SENS ist an Hakan Kayals Professur nicht das einzige vom DLR geförderte Projekt, das mit Hilfe Künstlicher Intelligenz nach mehr Autonomie in der Raumfahrt strebt. Ein weiteres ist die Weltraummission SONATE-2; dieser Kleinsatellit wird voraussichtlich Anfang März 2024 mit einer Rakete von den USA aus in den Orbit geschossen.

Weitere Informationen:
Projektseite KI-SENS: https://www.informatik.uni-wuerzburg.de/raumfahrttechnik/projekte/aktive/ki-sens/
WüSpace e.V.: https://wuespace.de/

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• Weltraummüll

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Quellen : GK Roskosmos, RIA Nowosti, TASS.

Moskau, 12. November 2023 – Die Internationale Raumstation ISS hat am Freitag mit einem Bahnmanöver die Kollision mit Weltraummüll verhindert. Dazu seien um 16:07 Uhr deutscher Zeit die Triebwerke des Frachters Progress MS-24 für 316,5 Sekunden gezündet worden, teilte die GK Roskosmos mit. Dabei sei die Bahn um 900 Meter angehoben worden. Die Station umkreise damit derzeit die Erde auf einer Umlaufbahn zwischen 419,1 und 436,1 Kilometern.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Quellen: GK Roskosmos, RIA Nowosti, TASS.

Moskau, 6. August 2023 – Die Internationale Raumstation ISS musste am Samstag einer möglichen Kollision mit Weltraumschrott ausweichen. Dazu seien um 04:03 Uhr deutscher Zeit die Triebwerke des Frachters Progress MS-22 für 196 Sekunden gezündet worden, teilte der Pressedienst der GK Roskosmos am Sonntag mit. Dadurch habe sich die mittlere Flugbahn um 0,5 Kilometer auf 416,4 Kilometer erhöht.

Damit seien in der Geschichte der ISS nunmehr 343 Bahnkorrekturen vorgenommen worden, heißt es weiter. Bei 191 davon seien die Triebwerke von Progress-Frachtern zum Einsatz gekommen.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Quellen: GK Roskosmos, RIA Nowosti, TASS 14. März 2023.

Moskau, 14. März 2023 – Die Internationale Raumstation ISS musste am Dienstag zum zweiten Mal in diesem Monat Weltraummüll ausweichen. Dazu wurden um 12:54 Uhr deutscher Zeit erneut die Triebwerke des russischen Frachters Progress MS-22 gezündet – diesmal für 135 Sekunden, teilte die GK Roskosmos mit. Die mittlere Bahnhöhe der Station betrage nunmehr damit 419 Kilometer. Das vorangegangene Bahnmanöver hatte am 6. März stattgefunden.

Der Berater des Generaldirektors des Zentralen Wissenschaftlichen Forschungsinstituts des Maschinenbaus (ZNIImasch), Maxim Penkow, verwies in diesem Zusammenhang darauf, dass das russische automatische Warnsystem für solche Fälle (ASPOS OKP) 2022 mehr als 16.000 Annäherungen der ISS und russischer Raumflugkörper an gefährliche Objekte auf der Umlaufbahn registriert habe. Aufgrund dieser Informationen seien fünf Ausweichmanöver der Station vor Weltraummüll durchgeführt worden, was den Verlust dieses einzigartigen Weltraumkomplexes abgewendet habe.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Quelle: TASS 6. März 2023

ISS/Moskau, 6. März 2023 – Die Internationale Raumstation ISS musste am Montag Weltraummüll ausweichen. Das teilte der russische Kosmonaut Dmitri Petelin mit, der an Bord auch als Sonderkorrespondent der Moskauer Nachrichtenagentur TASS fungiert. Wenn das Manöver nicht durchgeführt worden wäre, hätte sich die Station gegen 16:00 Uhr deutscher Zeit dem Müll genähert. Für das Manöver seien die Triebwerke des Frachtraumschiffes Progress MS-22 gezündet worden. Dadurch habe sich die Flugbahn der Station um 1,2 Kilometer erhöht.

Das letzte derartige Ausweichmanöver vor Weltraummüll habe am 21. Dezember vergangenen Jahres mit Hilfe des Frachters Progress MS-20 stattgefunden, betonte Petelin, der zusammen mit seinem Landsmann Sergej Prokopjew und dem US-Astronauten Frank Rubio die Besatzung von Sojus MS-22 bildet.

Gerhard Kowalski

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• **ISS** Hauptthema

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Quellen: TASS, RIA Nowosti, Rossija 24, Wedomosti und NASA.

Moskau, 21. Dezember 2022 – Für die GK Roskosmos geht das Raumfahrtjahr 2022 mit einer überwiegend negativen Bilanz zu Ende. Auf der Habenseite stehen vor allem 22 Starts. Diese Zahl wird allerdings dadurch etwas aufgehübscht, dass Russland damit inzwischen 98 Starts in Folge ohne Havarie vollzogen hat, wie Behördenchef Chef Juri Borissow am Mittwoch in einem Fernsehinterview mitteilte. Gegenüber der Zeitung Wedomosti musste er allerdings einräumen, dass die Verluste des Unternehmens von 31 Milliarden Rubel im vergangenen Jahr auf nunmehr voraussichtlich über 50 Milliarden angestiegen sind. „Praktisch alle führenden Unternehmen von Roskosmos haben ihre geplanten Verpflichtungen weder 2021 noch 2022 erfüllt“, sagte er und kündigte ein neues „Finanzierungsmodell“ für die neuen Ziele und Aufgaben an. Zudem sei etwa ein Viertel der bisherigen Führungskräfte ausgetauscht worden.

Zur Lage nach der Lokalisierung des Lecks im Kühlsystem des Raumschiffes Sojus-MS 22 versicherte Borissow, man werde alles tun, um die normale Rückkehr der Besatzung zur Erde zu gewährleisten. Für den Fall, dass das mit diesem Raumschiff nicht möglich sein sollte, werde man als Reserve-Variante den Nachfolger Sojus-MS 23 unbemannt zur Station schicken. Diese Kapsel könne bis zum 19. Februar startfertig gemacht werden. Das Angebot der US-Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, die Russen zur Erde zu bringen, lehnte der Roskosmos-Chef ab. Dazu bestehe „derzeit keinerlei Notwendigkeit“. 

Am Nachmittag musste die Station Weltraumschrott ausweichen. Dazu wurden die Triebwerke des russischen Frachters Progress-MS 20 für 620,6 Sekunden gezündet. Zudem musste wegen der drohenden Gefahr ein Ausstieg zweier US-Astronauten abgesagt werden.

Gerhard Kowalski

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• ROSKOSMOS

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Ein Beitrag von Roman van Genabith. Quelle: ESA, NASA, Rskosmos.

Am 8. Juni 2015 gegen 22:00 Uhr MESZ vollführte die Internationale Raumstation ein PDAM (pre-determined Debris avoidance maneuver), wie die NASA in ihrem Blog zur ISS berichtete.

Zu diesem Zweck brannten die Triebwerke des seit dem 17. Februar 2015 an die Station gedockten Progress-M-26M-Frachters alias ISS Progress 58 für fünf Minuten und 22 Sekunden (322 Sekunden). Mit dem Manöver wurde ein Sicherheitsabstand von umgerechnet 4,8 Kilometer zum Fragment der 2013 gestarteten Minotaur-Rakete sichergestellt. Die Raketen der Minotaur-Familie, die von Orbital ATK hergestellt werden, finden sowohl als Trägerraketen, als auch bei suborbitalen Starts, etwa zur Raketenabwehr, Verwendung.

Die beiden ISS-Kontrollzentren in Russland und den USA hatten das Fragment über das Wochenende beobachtet und sich schließlich am Montag zur Durchführung des Ausweichmanövers entschlossen. Weder befand sich die Besatzung zu irgend einem Zeitpunkt in direkter Gefahr, noch hatte das Manöver Einfluss auf die Abläufe auf der Station oder die Rückkehr von US-Astronaut Terry Virts, des russischen Kosmonauten Anton Schkaplerow und der italienischen Astronautin Samantha Cristoforetti zur Erde.

Die Triebwerke von angedockten Versorgungsraumschiffen werden regelmäßig benötigt, sowohl um Ausweichmanöver wie das vom vergangenen Montag auszuführen, als auch die Bahn der Station periodisch anzuheben. Die letzte reguläre Bahnanhebung durch Progress-M 26M erfolgte im vergangenen Monat.

Nachdem die Triebwerke von Progress-M 26M zunächst nicht wie geplant zündeten, gelang das Manöver im zweiten Anlauf am 18. Mai 2015 und die Bahn der ISS wurde im Verlauf der etwa halbstündigen Brennphase (1.922 Sekunden) um rund 2.800 Meter angehoben. Nach Angaben des russischen Kontrollzentrums zog die ISS auf ihrer 51,6 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn nach dem Manöver in Höhen zwischen 399,7 und 414,2 Kilometer um die Erde.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: EXA, NASA.

Am 30. April 2013 gab die US-amerikanische Luft- und Raumfahrtagentur (NASA) bekannt, dass es notwendig geworden war, das 2008 gestartete Gammastrahlen-Teleskop Fermi im Weltraum auf Abstand zu einem Stück Weltraumschrott zu bringen, welches die Bahn des Teleskops kreuzte.

Die Fermi-Projektwissenschaftlerin Julie McEnery erhielt am 29. März 2013 eine routinemäßige E-Mail, die einen Hinweis auf eine möglicherweise gefährliche Begegnung zwischen dem US-amerikanischen Raumfahrzeug und dem ausgedienten sowjetischen Satelliten Kosmos 1805 enthielt. Kosmos 1805 kreist seit dem Start auf einer Zyklon-3-Rakete am 10. Dezember 1986 um die Erde. Der mit der NORAD-Nr. 17.191 und als COSPAR-Objekt 1986-097A katalogisierte Satellit vom Typ Tselina-D hatte die Aufgabe, Radiosignale verschiedener Einrichtungen, Anlagen und Einheiten abzufangen, er diente also der militärischen Funkaufklärung.

Eine Arbeitsgruppe am Goddard-Raumflugzentrum (GSFC) in Greenbelt im US-amerikanischen Bundesstaat Maryland betreibt einen automatisierten Dienst, der Begegnungen von Raumfahrzeugen im Weltraum vorausberechnet und entsprechende Risikoabschätzungen liefert. Die Daten des CARA für Conjunction Assessment Risk Analysis genannten Dienstes wiesen Ende März darauf hin, dass es in Wochenabstand zu einer ungewöhnlich nahen Begegnung zwischen Fermi und Kosmos 1805 kommen würde.

Ohne vorherige Bahnänderung eines der Raumflugkörper könnten sie sich am 4. April 2013 auf vorausberechnete rund 213 Meter annähern – ein Abstand, der wegen der Unsicherheiten in den Berechnungen berechtigten Anlass zur Sorge bot. Eric Stoneking vom GSFC vergleicht die Ermittlung des voraussichtlich Vorbeiflugabstands mit dem Versuch, Regen an einem konkreten Ort zu einer ganz bestimmten Zeit in Wochenabstand exakt vorherzusagen.

Die relative Geschwindigkeit bei der direkten Begegnung der beiden Objekte würde rund 43.450 km/h betragen. Kollidierte Fermi mit seiner Startmasse von rund 4,3 Tonnen direkt mit dem auf rund 1,4 Tonnen taxierten Kosmos 1.805, würde eine Energie frei, wie bei einer Explosion von 2,5 Tonnen hochwirksamen Sprengstoffs. Unmittelbare Folge: Vollständige Zerstörung beider Erdtrabanten. Nachteilige Folgenerscheinung: Neue Trümmerwolken, die wiederum andere um die Erde kreisende Objekt bedrohen.

Was war zu tun? Der ausgediente Sowjetsatellit würde seine Bahn nicht ändern, also lag es am aktiven Raumfahrzeug Fermi, seinen Orbit so anzupassen, dass ein ausreichender Sicherheitsabstand erreicht wird. Julie McEnery informierte deshalb die Fermi-Arbeitsgruppe für Flugdynamik.

Vor zwei vorangegangenen Begegnungen zwischen Fermi und Kosmos 1805 war man sich jeweils sicher, dass sie mit ausreichendem Abstand erfolgen würden. Nun aber mussten die Flugdynamiker ein Ausweichmanöver planen. An Bord von Fermi gibt es Triebwerke, deren Vorhandensein sich aus dem Willen erklärt, dass Fermi niemals eine Bedrohung für andere Raumfahrzuge darstellen darf, und deshalb zum Einsatz kommen sollen, um Fermi nach Beendigung der wissenschaftlichen Aufgaben gezielt in die Erdatmosphäre wieder eintreten zu lassen und den Satelliten dadurch zu zerstören. Diese Triebwerke waren der Schlüssel für ein erfolgreiches Ausweichmanöver.

Die CARA-Arbeitsgruppe und Experten eines Raumflugzentrums auf der Luftwaffenbasis Vandenberg (Joint Space Operations Center, JSpOC) berechneten, wie groß der Impuls sein müsste, um für Fermi sichere Verhältnisse zu schaffen, und gleichzeitig zu gewährleisten, dass das Weltraumteleskop auf seiner neuen Bahn nicht sofort einem anderen Objekt zu nahe kommen würde. Außerdem wurden geeignete Zeitpunkte für das Manöver und vielleicht erforderliche zusätzliche Triebwerkszündungen festgelegt.

Da das Antriebssystem zum Deorbiting eigentlich nicht im Verlauf der wissenschaftlichen Mission von Fermi benutzt werden sollte, war man angesichts der Tatsache, dass nun brennbare Flüssigkeiten durch vorher nie benützte Rohrleitungen strömen sollten, einigermaßen nervös, berichtete McEnery. Doch es ging alles gut.

Am 3. April 2013 stellte Fermi vor der Triebwerkszündung die Himmelbeobachtung ein. Die beiden Solarzellenausleger, die für eine Spannweite von rund 15 Metern sorgen, wurden in geeignete Parkpositionen gefahren und die Hochgewinnantenne eingeklappt. Das Antriebssystem an Bord arbeitete dann seiner Konstruktion entsprechend. Sämtliche Schubdüsen des Systems gaben einen eine Sekunde dauernden Schubstoß ab, was ausreichte, um die voraussichtliche Vorbeiflugdistanz auf rund 9,6 Kilometer anzuheben.

Wenig später nahm Fermi den Beobachtungsbetrieb wieder auf. Die Begegnung mit dem alten sowjetischen Satelliten, der nicht mit Einrichtungen zu seiner Entsorgung ausgestattet worden war, war überstanden. Für künftig notwendige Ausweichmanöver von Fermi ist man bei der NASA jetzt besser gewappnet als jemals zuvor.

Die Betreiber des Nanosatelliten NEE-01 PEGASO hatten keine Möglichkeit, seine Bahn nach einem Hinweis des JSpOC auf eine mögliche Kollision aktiv zu beeinflussen. Der Satellit der zivilen Ecuadorianischen Raumfahrtagentur (EXA) mit einer Masse von nur etwas über 1,2 Kilogramm war erst am 26. April 2013 auf einer chinesischen Trägerrakete des Typs Langer Marsch 2D in den Weltraum gelangt.

Der kosmische Winzling mit einer würfelförmigen, von Solarzellen bedeckten Grundstruktur (Kantenlänge rund 10 Zentimeter) und zwei kleinen Auslegern mit Solarzellen (Spannweite rund 76 Zentimeter) hatte am 16. Mai 2013 ein erstes Live-Video mit Ton zur Erde gesendet. Am 22. Mai 2013 begegnete der Satellit nach Angaben der EXA einer ausgebrannten, ramponierten Raketenstufe einer sowjetischen, 1985 gestarteten Zyklon-3-Rakete, die mutmaßlich von allerlei Partikeln begleitet werde, und unnütz um die Erde kreist. Die Stufe ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 15.890 und als COSPAR-Objekt 1985-058B, und diente dem Transport von Kosmos 1666, wie Kosmos 1805 ein militärischer Funkaufklärer.

Obwohl es nach Angaben des US-amerikanischen Kommandos für Weltraumüberwachung keine unmittelbare Kollision zwischen der Raketenstufe und PEGASO gab, hat der Satellit laut EXA seine korrekte Fluglage eingebüßt. Die EXA bestätigte gegenüber Raumfahrer.net am 28. März 2013 wildes Taumeln des Satelliten und gestörte Systeme an Bord. Einen Zusammenstoß mit mindestens einem der die Raketenstufe begleitenden Weltraumschrott-Teilen nimmt die EXA an.

In ihrem Webauftritt berichtete die EXA am 23. März 2013, dass es nicht möglich sei, Daten vom Satelliten zu empfangen und Kommandos an ihn abzusetzen. Der Transceiver an Bord von PEGASO arbeite, Daten von PEGASO könnten aber der wegen des Taumelns nicht ausgerichteten Antenne des Satelliten am Boden nicht dekodiert werden.

Die EXA hofft dennoch, den unter anderem mit einer hochauflösenden Videokamera und einem Fernsehsender ausgestatteten Satelliten nach dem unterstellten direkten Debris-Treffer wieder unter Kontrolle zu bekommen, erläuterte ein Mitarbeiter der EXA Raumfahrer.net.

Der Beitrag Fermi entging Weltraumschrott, PEGASO evtl. nicht erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: NASA, Russia Today.

Ein Fragment des russischen militärischen Kommunikationssatelliten Kosmos 2251 vom Typ Strela 2M sollte die ISS in möglicherweise gefährlicher Nähe passieren. Aus Sicherheitsgründen war die Besatzung der ISS am Samstag Morgen gegen 3:30 Uhr GMT wegen des Kollisionsalarms (engl. Conjunction Alert) geweckt und angewiesen worden, sich in den beiden Sojus-Kapseln an der Station auf eine Evakuierung vorzubereiten. Das Wrackteil des bei einem Zusammenstoß mit einem anderen Satelliten zerstörten russischen Raumfahrzeugs passierte die ISS nach Angaben der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA dann gegen 6:38 Uhr GMT (7:38 Uhr MEZ). Die Begegnungsgeschwindigkeit betrug dabei nach russischen Informationen etwa 26.169 km/h.

Zur Zeit befinden sich sechs Raumfahrer an Bord der ISS, darunter die drei Kosmonauten Anatoli Iwanischin, Oleg Kononjenko und Anton Schkaplerow, der europäische Astronaut André Kuipers, sowie die beiden US-amerikanischen Astronauten Don Pettit und Daniel Burbank, letzter aktuell Kommandeur der Besatzung. Burbank, Iwanischin und Schkaplerow folgten einer Anweisung vom Kontrollzentrum, in der am Modul MIM 2 alias Poisk hängenden Sojus-TMA 22 Platz zu nehmen, Kononjenko, Kuipers und Pettit bezogen Sojus-TMA 03M, gedockt am Modul MIM 1 alias Rasswjet.

Das bedrohliche Stück Weltraumschrott war erst am Freitag, dem 23. März 2012 als für die ISS potentiell gefährlich erkannt worden. Für ein Ausweichmanöver durch die ISS war es zu diesem Zeitpunkt schon zu spät. Die folgende Evakuierungsvorbereitung war die dritte dieser Art innerhalb des bisher zwölfjährigen Einsatzes der ISS im All. Der aktuelle Vorbeiflug verlief nach Angaben der NASA schließlich in einem Abstand von rund 11 Kilometern, und stellte keine wirkliche Bedrohung dar.

Der Zusammenstoß zwischen dem abgeschalteten Kosmos 2251, gestartet am 16. Juni 1993, und dem aktiven US-amerikanischen Mobilfunksatelliten Iridium 33, seit dem 14 September 1997 im All, am 10. Februar 2009 in rund 790 Kilometern über der Erdoberfläche bescherte den Betreibern von Satelliten, Raumschiffen und Stationen in niedrigen und mittleren Erdumlaufbahnen Sorgen in einer neuen Qualität. Allein von Kosmos 2251 sind nach russischen Angaben rund 600 Bruchstücke mit Größen über fünf Zentimetern auf Bahnen um die Erde unterwegs, kleinere Fragmente gibt es zu Tausenden.

Der Kosmos-Satellit war zu diesem Zeitpunkt bereits seit Jahren außer Funktion. Die Betreiber des Iridium-Netztes hatten eine Kollisionswarnung der USA ignoriert und hatten damit den Zusammenstoß provoziert. Für die Zukunft erwartet man allerdings weitere Zusammenstöße zwischen inaktiven Satelliten oder Schrottteilen, wodurch sich das Problem weiter verschärfen wird.

Verwandte Meldungen:

• 13. Ausweichmanöver erfolgt am 13. Januar (13. Januar 2012)
• Fremdkörper passiert ISS in nur 250 Metern Entfernung (28. Juni 2011)
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• Weltraumschrott kreuzt ISS-Bahn (20. Juni 2010)
• NASA-Raumfahrzeuge mussten 2009 neun Mal ausweichen (31. Januar 2010)
• Iridium-Satellit bei Zusammenstoß zerstört (12. Februar 2009)
• China testet Weltraumwaffe (21. Januar 2007)

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Ein Beitrag von Ralf Möllenbeck. Quelle: NASA, Raumfahrer.net, Roskosmos, ESA.

Am gestrigen Abend informierte die Missionskontrolle alle sechs Raumfahrer an Bord der ISS über die notwendige Zündung der Swesda-Triebwerke. Dafür musste die Besatzung heute morgen die Schutzfenster der Module Destiny, Tranquility, Cupola und Kibo schließen, um Verschmutzungen an diesen zu vermeiden. Seit vorgestern beobachteten die Bodenstationen das Trümmerstück, welches aus der Kollision des russischen Satelliten Kosmos 2.251 mit dem Iridium-33-Satelliten im Februar 2009 hervorgegangen ist und die Station in einer Entfernung von 1 bis 24 Kilometern passieren könnte. Zwei dichte Annäherungen am heutigen Tag wären möglich gewesen, einmal um 19:38 Uhr und um 21:10 Uhr MEZ.

Gestern Abend entschloss man sich, ein DAM (Debris Avoidance Maneuver) genanntes Manöver durchzuführen. Während der Arbeitsperiode der sechs Crew-Mitglieder wurden die zwei KD-Triebwerke des ODU-Systems (Integriertes Antriebssystem) des Swesda-Moduls um 17:10 Uhr MEZ für 54 Sekunden gezündet. Das Delta-v betrug dabei 0,85 Meter pro Sekunde, wobei sich die mittlere Umlaufbahn des Orbitalkomplexes um 1,5 Kilometer auf 391,4 Kilometer erhöhte. Die Kontrolle der näheren Umgebung der ISS wird in Zusammenarbeit der Missionskontrollzentren in Koroljow (Moskau) und Houston weiter fortgeführt. Eine zusätzliche Optimierung der ISS-Flugbahn, vorbereitend auf die Ankunft von Progress-M 14M Ende diesen Monats, ist nicht nötig.

Verwandte Meldungen:

• Fremdkörper passiert ISS in nur 250 Metern Entfernung>

Raumcon:

• **ISS**Bahnmanöver & Bahnerhalt

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: Interfax, NASA, Xinhua.

Die acht Lageregelungs- und Annäherungstriebwerke des seit dem 12. September 2010 an die Station gekoppelten russischen Transportschiffes Progress-M 07M wurden für eine 180 Sekunden dauernde Brennphase genutzt, um die Geschwindigkeit der ISS um etwa 0,4 Meter pro Sekunde zu steigern und ihre Bahn um rund 700 Meter anzuheben. So konnte die Station rund zwei Stunden nach der Bahnkorrektur in 1,5 Kilometern Abstand über den Weltraumschrott hinwegfliegen.

Ohne das DAM für Debris Avoidance Maneuver genannte Manöver hätte das Fragment, das mit der Nr. 81.621 gelistet wird, die ISS um 50 Meter in der Höhe versetzt in 1,3 Kilometern Abstand passiert, was als deutlich zu gefährlich eingeschätzt wurde. Die Wahrscheinlichkeit für einen Zusammenstoß hätte 1 zu 1.000 betragen. Das Ausweichmanöver war das insgesamt zehnte der derzeit mit den Kosmonauten Fjodor Jurtschichin, Alexander Kaleri und Oleg Skripotschka sowie den Astronauten Scott Kelly, Shannon Walker und Doug Wheelock besetzten Station.

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Ein Beitrag von Ralf Möllenbeck. Quelle: NASA, RN.

Gleich vier Objekte standen am Donnerstag, dem 17. Juni, unter verstärkter Beobachtung der Bodenstation in Houston. Das Objekt 36.444 (Kosmos 2.251) hatte seine größte Annäherung am Freitag, dem 18. Juni, um 10:11 Uhr MESZ, stellte aber keine Gefahr dar. Drei weitere Objekte kamen heute der Raumstation ziemlich nahe. Es handelt sich dabei um die Objekte 14.277 (SL-12 R/B Aux Motor), 33.141 (Kosmos 2.421 Debris) und 31.004 (Fengyun-1C Debris). Ihre Positionen haben sich der ISS zwischen 10:11 Uhr und 14:52 Uhr MESZ stark angenähert. Nach eingehender Prüfung und Beobachtung der drei Objekte erfolgte gestern morgen die abschließende Bewertung der Wahrscheinlichkeit einer Kollision. Die Fachleute am Boden entschieden, es besteht keine Gefahr für die ISS und ihre sechsköpfige Besatzung. Daher wurde das für heute um 7:55 Uhr MESZ geplante Ausweichmanöver, auch DAM (Debris Avoidance Maneuver) genannt, der ISS mit Hilfe der Annäherungs- und Manövriertriebwerke von Progress-M 05M gestrichen.

Mittlere Bahnhöhe der ISS am 19.06.2010:353,4 km bei einem Höhenverlust von 55 Metern in den letzten 24 Stunden

Zukünftige Ereignisse:

• 28. Juni, Umsetzen Sojus-TMA 19 von Swesda nach Rasswjet (Walker, Wheelock, Jurtschichin)
• 30. Juni, Start von Progress-M 06M
• 02. Juli, Ankunft von Progress-M 06M

Raumcon:

• **ISS** Bahnmanöver & Bahnerhalt

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Ein Beitrag von Thomas Wehr. Quelle: NASA Orbital Debris Programm Office – Quarterly News 1/2010. Vertont von Peter Rittinger.

Alle NASA Programme und Projekte, welche manövrierbare Raumfahrzeuge in niedrigen oder geostationären Erdorbits betreiben, sind gezwungen, regelmäßig Annäherungs- bzw. Kollisionsrisiko-Abschätzungen durchzuführen, um Kollisionen zu vermeiden.
Diese Annäherungs-Berechnungen werden vom Joint Space Operations Center (JSpOC) des US Strategic Command in der Vandenberg AFB in Kalifornien durchgeführt. Für die Internationale Raumstation oder das Space Shuttle, wird diese Analyse drei Mal täglich durchgeführt. Automatische Raumflugkörper, welche normalerweise in größeren Höhen operieren, wo atmosphärische Effekte geringer sind, werden durchschnittlich einmal täglich bewertet.

Typischerweise werden Annäherungs-Alarmmeldungen herausgegeben, wenn der berechnete Abstand vom NASA-Raumfluggerät nur wenige Kilometer beträgt. Während die Sensoren des US-Raumüberwachungs-Netzwerks (U.S. Space Surveillance Network) zusätzliche Daten erfassen, um die kürzeste Annäherung zu berechnen, ermitteln NASA-Spezialisten daraus die jeweils aktuelle Kollisionswahrscheinlichkeit.

Während in der bemannten Raumfahrt Ausweichmanöver (CAM – Collision Avoidance Maneuvers) bereits bei einer Kollisionswahrscheinlichkeit von 1 zu 10.000 durchgeführt werden, akzeptiert man bei automatischen Raumfahrzeugen (in der Regel Satelliten) ein deutlich höheres Risiko in der Größenordnung von 1 zu 1000.

Die meisten Alarmmeldungen führen jedoch nicht zu Ausweichmanövern. Häufig führt eine Neuberechnung der Annäherungsbetrachtung mit aktuelleren Bahndaten und einer dann kürzeren und somit genaueren Vorhersageperiode zu einem größeren Passierabstand und zu einer niedrigeren Kollisionswahrscheinlichkeit. So ist es auch nicht unüblich, dass bereits geplante Ausweichmanöver, nach Eintreffen neuer Daten abgesagt werden. Beispielsweise wurde für die Internationale Raumstation für den 17. März 2009 ein Manöver geplant, um einem Trümmerstück eines Satelliten der ehemaligen Sowjetunion auszuweichen, welcher 1981 explodierte. Eine spätere Berechnung ergab, dass das Ausweichmanöver unnötig sei. Das Trümmerstück trat am 04. April 2009 in die Erdatmosphäre ein und ist somit nicht mehr länger eine Gefahr für die internationale Raumfahrt.

2009 führten solcherlei „conjunction assessments“ zu neun Ausweichmanövern von NASA-betriebenen Raumfahrzeugen.

Raumfahrzeug	Manöverdatum	Objekt
TDRS 3	27. Januar	Proton-Raketenstufe
ISS	22. März	CZ-4-Raketenstufentrümmer
Cloudsat	23. April	Kosmos-2251-Trümmer
EO 1	11. Mai	Zenit-Raketenstufentrümmer
ISS	17. Juli	Proton-Raketenstufentrümmer
Space Shuttle	10. September	ISS-Trümmer
Parasol (CNES/NASA)	29. September	FengYun-1C-Trümmer
Aqua	25. November	FengYun-1C-Trümmer
Landsat 7	11. Dezember	Formosat 3D

Nur zwei der Manöver wurden durch intakte Raumflugkörper verursacht (ein Satellit und eine Raketenstufe). Die anderen Manöver dienten der Kollisionsvermeidung mit kleineren Trümmern, inklusive zweier durch den chinesischen Anti-Satelliten-Test im Jahre 2007 erzeugte Objekte und einem Trümmerteil, welches durch die Kollision von Kosmos 2251 und Iridium 33 im Februar 2009 entstand.

Letztendlich musste im März 2009 die Besatzung der Internationalen Raumstation vorübergehend die Sojus-Rückkehrkapsel aufsuchen, als eine gefährliche Annäherung eines Trümmerstück einer US-amerikanischen Oberstufe errechnet wurde. Der hochelliptische Orbit (145 km mal 4.230 km) führte zu einer sehr späten Warnung, die keine Zeit mehr für ein Ausweichmanöver ließ.

Raumcon:

• Satelliten Kollision im Orbit
• Tsyklon-2 mit Kosmos-2421
• Satelliten-Crash im All

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Ein Beitrag von Thomas Pallmann. Quelle: NASA.

Der siebente Flugtag begann für die Besatzung gestern um 18:30 Uhr MESZ mit dem Lied „There is a God“ von 33 Miles. Das Lied wurde für Missionsspezialist Patrick Forrester gespielt.

Die Hauptaufgabe für den zweiten Außenbordeinsatz war die Installation eines neuen Ammoniaktanks an der Außenseite der Raumstation. Während des ersten Einsatzes wurde bereits der alte Tank demontiert und verblieb bis zu den heutigen Arbeiten am Ende des Roboterarms.

Den beiden Astronauten konnten den neuen Tank recht zügig an der P1-Gitterstruktur der Raumstation montieren und ihn an das Kühlsystem der ISS anschließen. Danach verstauten sie den alten Tank in der Ladebucht des Space Shuttle. Der alte Tank wird am Boden wieder aufbereitet und nächstes Jahr wieder zur Raumstation zurückkehren.

Da die beiden Astronauten vor ihrem eigentlichen Zeitplan lagen, entschied man sich am Boden dafür, einige weitere Aufgaben in den Zeitplan aufzunehmen. Fuglesang und Olivas installierten Schutzabdeckungen an den Kameras des Roboterarms der Raumstation, die sie vor Kontamination während des Andockmanövers des japanischen HTV schützen. Die beiden brachten außerdem einige Haltevorrichtungen an, die von zukünftigen Astronauten während ihrer Außenbordeinsätze genutzt werden können.

Im Inneren der Station gingen derweil die Transferarbeiten unvermindert weiter. Die Besatzung hat etwas mehr als die Hälfte der Transferliste abgearbeitet. Neben dem Transport von Gütern zur Raumstation wird das MPLM mit nicht mehr benötigten Gegenständen und Experimenten beladen und in der Ladebucht des Space Shuttle zur Erde zurückkehren.

Nachdem es gestern so aussah, als ob die Raumstation einem Stück einer alten Ariane-5-Oberstufe ausweichen müsse, konnte das Team in Houston zu Beginn des Arbeitstages der Besatzung Entwarnung geben und vermelden, dass kein Ausweichmanöver erforderlich sei.

Raumcon:

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Ein Beitrag von Thomas Pallmann. Quelle: NASA.

Der sechste Flugtag begann für die Astronauten um 18:30 Uhr MESZ mit dem Lied „What a Wonderful World“ von Louis Armstrong. Das Lied wurde Missionsspezialist Christer Fuglesang gewidmet.

Die Besatzung widmete sich heute der Installation der großen Experimentschränke, die mit dem Multi Purpose Logistics Modul zur Internationalen Raumstation gebracht wurden.

Zu den Experimenten gehört das Fluids Integrated Rack (FIR), mit dem man das Verhalten von Kolloiden, Gels und verschiedenen Flüssigkeiten in der Schwerelosigkeit untersuchen kann. Zu diesem Zweck besitzt das FIR eine große Arbeitsfläche auf der Experimente aufgebaut werden können. Das FIR verfügt ebenfalls über umfangreiche Sensoren, um Daten über die einzelnen Experimente zu sammeln.

Ein weiterer Experimentenschrank, der von der Besatzung entladen wurde, ist das Material Science Research Rack 1 (MSRR 1). Das MSRR 1 wird für die Materialforschung an Bord der Raumstation eingesetzt. Hier können verschiedene Materialien wie z.B. Metalle, Polymere, Halbleiter und Keramiken erforscht werden. Das Experiment ist modular aufgebaut und kann so sehr einfach auf verschiedenste Anforderungen umgerüstet werden. Zu Beginn wird MSRR 1 das Material Science Laboratorium beherbergen, welches von der europäischen Weltraumagentur ESA entwickelt wurde. Außerdem verfügt MSRR 1 über einen kleinen Brennofen, mit dem Proben geschmolzen werden können, um diese anschließend ohne den Einfluss von Schwerkraft wieder erstarren zu lassen. Dies soll zu neuen Materialien führen, die hier auf der Erde zum Einsatz kommen könnten.

Die Besatzung installierte außerdem einen weiteren Gefrierschrank, bevor sie sich der zusätzlichen Crewkabine widmeten. Diese ermöglicht den Astronauten ein wenig Privatsphäre an Bord der Raumstation. Außerdem verfügt der Schlafplatz neben einer Schallisolierung auch über einen kleinen zusätzlichen Schutz vor Strahlung. Robert Thirsk von der kanadischen Weltraumbehörde wird der erste Astronaut sein, der diese Kabine nutzt.

Neben den Experimenten transferierte die Besatzung auch Nahrung und andere Versorgungsgüter zur Raumstation.

John Olivas und Jose Hernandez nahmen sich zusätzlich noch ein wenig Zeit, um Fragen von Reportern am Boden zu beantworten. Olivas und Fuglesang begaben sich dann gegen Ende des Tages in die Luftschleuse Quest, um sich dort auf den zweiten Außenbordeinsatz der Mission vorzubereiten.

Derzeit überlegt die Bodenkontrolle, ein Ausweichmanöver der Raumstation durchzuführen, um einem Teilstück einer Ariane-5-Oberstufe auszuweichen. Dieses Manöver würde nach dem Abschluss des zweiten Außenbordeinsatzes erfolgen. Zuvor gab es Überlegungen, ob man den Außeneinsatz vielleicht etwas vorzieht oder verschiebt. Allerdings wurden diese Überlegungen wieder verworfen, nachdem das Zeitfenster für die Annäherung des Weltraumschrotts verfeinert wurde. Aufgrund des Verlustes der VERN-Fähigkeiten des Space Shuttles würde man nach derzeitigem Stand die russischen Steuerdüsen für das Ausweichmanöver nutzen.

Raumcon:

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