Quelle: DGLR 27. April 2023.

27. April 2023 – Der Wettbewerb zwischen privaten Akteuren sorgt für Innovationen, die die Eintrittsbarrieren ins All senken. Weltweit gültige Regelungen zur Vermeidung oder Reduktion von Weltraummüll und eine allgemeine Aufsichtsbehörde zur Regulierung der Raumfahrtaktivitäten existieren jedoch nicht. Dementsprechend nimmt die Menge des Weltraummülls gefährlich zu und bedroht die gemeinsame Fähigkeit, kurz-, mittel- und langfristig vom Weltraum zu profitieren. Vor diesem Hintergrund wurde die internationale Net-Zero-Space-Initiative ins Leben gerufen. Sie umfasst eine Gemeinschaft aus Akteuren entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Raumfahrt, um, auch über die Raumfahrtbranche hinaus, das Bewusstsein für die dringende Notwendigkeit eines besseren Schutzes der orbitalen Umwelt der Erde zu schärfen. Das konkrete Ziel ist, bis 2030 eine nachhaltige Nutzung des Weltraums zu erreichen, indem Akteure weltweit Maßnahmen ergreifen, um die Entstehung neuen Weltraummülls einzudämmen und den bereits vorhandenen zu reduzieren.
Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt (DGLR) hat sich dieser Koalition nun angeschlossen und folgendermaßen verpflichtet:

„Die Weltraumumgebung der Erde ist eine endliche Ressource, die wir schützen und für die Nutzung durch die nächsten Generationen erhalten müssen. Die stetig wachsende Zahl von Objekten in Form von Weltraummüll in unserer Weltraumumgebung stellt ein zunehmendes Risiko für unsere Astronautinnen und Astronauten und Infrastrukturen im Weltraum dar. Die Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt hat sich als wissenschaftlich-technisches Netzwerk verpflichtet, den Austausch zu fördern, um Lösungen zur Vermeidung und Beseitigung von Weltraummüll zu finden, damit der Betrieb im Weltraum für Anwendungen, Wissenschaft und Forschung aufrechterhalten werden kann.“

2022 wurden zwei Arbeitsgruppen ins Leben gerufen, die bereits eine Reihe von handlungsorientierten politischen Empfehlungen entwickelt haben. Diese wurden am 11. und 12. November 2022 anlässlich der fünften Veranstaltung des Pariser Friedensforums vorgestellt. Das Pariser Friedensforum ist eine Organisation, die eine Plattform zur Koordinierung und Entwicklung von Governance-Lösungen bietet, wenn es keine gibt. Innerhalb der Net-Zero-Space-Initiative setzt sich das Pariser Friedensforum für die Verbesserung der globalen Governance durch die Zusammenarbeit mehrerer Interessengruppen ein. Aktuell haben sich bereits rund 60 Akteure aus 24 Ländern der Net-Zero-Space-Initiative angeschlossen.

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• Weltraummüll

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Quelle: DLR.

29. Juli 2021 – Beim sechsten INNOspace-Masters-Wettbewerb suchte die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR nach innovativen Lösungsvorschlägen, um die uneingeschränkte und zuverlässige Verfügbarkeit von satellitengestützten Infrastrukturen im digitalen Zeitalter sicherzustellen. Insgesamt 330 Teilnehmende aus Unternehmen, Start-ups, Universitäten und Forschungseinrichtungen in 23 europäischen Ländern haben an dem Wettbewerb unter dem Motto „Innovationen für nachhaltige Infrastrukturen im Weltraum und auf der Erde“ teilgenommen. Dabei standen ihnen fünf Wettbewerbskategorien aus verschiedenen Entwicklungs- und Innovationsphasen zur Auswahl. Bei der INNOspace Masters Konferenz, die am 29. Juli 2021 virtuell stattfand, wurden nun die Gewinner verkündet. „Initiativen wie der INNOspace Masters sind wichtig, da Innovationen hauptsächlich im Wettbewerb entstehen. Entweder durch Wettbewerb im Markt oder durch initiierte Innovationswettbewerbe wie den INNOspace Masters“, erläutert Thomas Jarzombek (MdB), Koordinator der Bundesregierung für Luft- und Raumfahrt und einer der Hauptredner auf der Veranstaltung. „Insbesondere in Umbruchphasen, wie sie die Raumfahrt aktuell erlebt, ist die Innovationsförderung von besonderer Bedeutung.“

In der zurückliegenden sechsten Runde des INNOspace Masters Wettbewerbs stammten annähernd 80 Prozent der Einreichungen aus raumfahrtfremden Branchen. „Dies zeigt das hohe Potential auch für die Raumfahrt, vom Know-how und technischen Innovationen anderer Branchen zu profitieren. Gleichzeitig lassen sich mit Forschungsergebnissen und technischen Entwicklungen aus der Raumfahrt aktuelle Herausforderungen anderer Branchen lösen“, erklärt Dr. Walther Pelzer, Vorstandsmitglied des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und Leiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Sitz in Bonn. „Gemeinsam bieten wir den Wettbewerbsteilnehmern attraktive Förderungen oder Kooperationsmöglichkeiten, von der Grundlagenforschung über die Anlaufphase bis hin zur Integration und Markteinführung.“

Sensorik zur Strommessung aus Raumfahrtmission Rosetta gewinnt INNOspace Masters

40 Fachexpertinnen und -experten hatten in einem mehrstufigen Verfahren die Einreichungen geprüft und 15 Vorschläge in die Endrunde des Innovationswettbewerbs gewählt. Nun stehen die Preisträger des Wettbewerbs fest. Gewinner der ESA BIC Challenge und der Gesamtgewinner des Wettbewerbs ist die PhySens GmbH aus Braunschweig. Mit der Digitalisierung und der Energiewende wächst die Bedeutung von Messtechnik als Grundlage für die digitale Anlagenüberwachung und Prozessoptimierung. Bestehende Systeme, basierend auf Stromüberwachung, sind verbunden mit einem großen Installationsaufwand und fehlender Flexibilität. Basierend auf Raumfahrttechnologien der ESA-Rosetta-Mission hat die PhySens GmbH eine berührungslose, nicht invasive und einfach nachrüstbare Sensorik zur Strommessung entwickelt. Diese intelligente Messtechnik bietet ein großes Potenzial für Industrie-4.0-Anwendungen und für zukünftige, bemannte Raumfahrtanwendungen.

QuVeKS – Quantenprozessoren für verschlüsselte Kommunikation mit Satelliten

Gewinner der Challenge der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR ist QuVeKS. Neuartige Quantentechnologien des 21. Jahrhunderts versprechen abhörsichere Kommunikation, exponentiell höhere Rechenleistungen, sowie kompaktere und genauere Sensoren. Die bisher erforschten Quantensysteme sind allerdings sehr anwendungsspezifisch und häufig nicht miteinander kompatibel oder vernetzbar. Mit dem QuVeKS-Projekt wird an der Friedrich-Schiller-Universität Jena und dem CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik ein universell einsetzbarer Quantenprozessor entwickelt. Dieser vereint die komplette Architektur von der Quantenlichtquelle bis zu den Detektoren zu einem kompakten Schaltkreis. Der Prozessor lässt sich ähnlich wie ein Computerchip frei programmieren und ist somit für verschiedenste Anwendungen geeignet. Außerdem können die Datenraten verglichen mit herkömmlichen Lasersystemen stark gesteigert werden. Ein Fokus liegt auf der Absicherung der Kommunikation mit Satelliten.

DigiFarm – genaueste Erfassung von Feldgrenzen für die Präzisionslandwirtschaft

Die Grundlage für sämtliche Lösungen der Präzisionslandwirtschaft, in der landwirtschaftliche Flächen vollautomatisch maschinell bewirtschaftet werden, sind genaue Daten zu Feldgrenzen und Ackerflächen. DigiFarm, der Gewinner der AIRBUS Challenge, hat in den letzten zwei Jahren einen hochauflösenden Algorithmus für Bilder der beiden Sentinel-2 Satelliten des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus entwickelt und so die Bildauflösung um das Zehnfache – von zehn Metern auf einen Meter – vergrößert. Darüber hinaus hat die Firma ein Modell für eine Künstliche Intelligenz zur automatischen Erfassung von Feldgrenzen in großem Umfang geschaffen. DigiFarm hat weltweit Feldgrenzen von bereits über 15 Millionen Hektar bestimmt und erreicht dabei eine um bis zu 20 Prozent höhere Genauigkeit als die bisherigen Katasterkarten.

DEBRIS – Bedarfsgerechte Entsorgung von Weltraummüll

Die ständig wachsende Menge an Weltraumschrott gefährdet die Weltraum-Infrastruktur und damit systemrelevante Dienstleistungen für Kunden auf der ganzen Welt. Dieses Problem soll DEBRIS, der Gewinner der OHB Challenge, angehen. DEBRIS ist ein Kleinsatellit zur aktiven Trümmerbeseitigung. Er hängt sich an Zielobjekte an und verwendet anschließend ein Schleppsegel und einen Befestigungsmechanismus, den so genannten Tether, um Schrott aus dem Orbit zu entfernen. Aus wirtschaftlicher Sicht macht DEBRIS die aktive Beseitigung von Weltraummüll profitabel. Die wichtigsten kostensenkenden Merkmale sind das Rideshare optimierte Design, bei dem mehrere Nutzlasten zusammen gestartet werden können, kommerziell erhältliche Bauteile, sowie niedrige Entwicklungs- und Betriebskosten.

PhySens GmbH – Magnetische Infrastrukturüberwachung

Die digitale Überwachung von Bahninfrastruktur ist Grundlage für den Zugverkehr von morgen. Bestehende Überwachungssysteme basieren auf mechanischen oder indirekten Messprinzipien. Diese geben jedoch keine direkte Information über die reale Position oder Bewegung der Infrastrukturkomponenten und können somit zu Fehlmeldungen führen. Dann müssen Teilstrecken bis zur technischen Überprüfung gesperrt werden, was zu Verspätungen führt. Das neuartige System der PhySens GmbH, welche die DB Netz AG Challenge gewonnen hat, ermöglicht die drahtlose und direkte Überwachung von Bahninfrastruktur. Das System basiert auf Magnetfeldmessungen. Mithilfe eines einheitlichen, einfach anzubringenden Sensors können Zustandsdaten für Weichen, Bahnübergänge oder Signale gesammelt und cloudbasiert ausgewertet werden. So können Verspätungen reduziert, Instandhaltungskosten gesenkt und die Lebensdauer der Infrastruktur verlängert werden.

Die weiteren Platzierungen finden Sie auf der INNOspace Masters Homepage.

Über den Ideenwettbewerb INNOspace Masters

Veranstalter des INNOspace Masters ist die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Der Wettbewerb ist Teil der Initiative INNOspace, die seit 2013 Innovationen und Technologietransfers zwischen Raumfahrt und raumfahrtfremden Industriezweigen fördert. Partner des Wettbewerbs sind die ESA Business Incubation Centres (BIC) Bavaria & Northern Germany und ESA BIC Hessen & Baden-Württemberg sowie die Industriepartner Airbus, OHB und DB Netz AG. Organisiert wird der INNOspace Masters von der AZO Anwendungszentrum GmbH Oberpfaffenhofen.

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quelle: JSpOC, Raumfahrer.net .

Breeze-M 38.343 / 2012-026B
Das Gemeinschaftliche Zentrum für Raumfahrtaktivitäten des US-amerikanischen Militärs (Joint Space Operations Center, JSpOC) hat im Rahmen der von ihm betriebenen Weltraumüberwachung ermittelt, dass die russische Raketenoberstufe vom Typ Breeze-M mit den Katalogbezeichnungen NORAD-Nr. 38.343 und COSPAR 2012-026B am 22. Dezember 2015 diverse Fragmente freigesetzt hat.

Aus einer Analyse der Bahndaten von neun katalogisierten Fragmenten schloss das JSPpOC auf den vermutlichen Zeitpunkt des Debris erzeugenden Ereignisses an Bord der von Chrunitschew gebauten Breeze-M. Als Zeitpunkt für das Ereignis nennt das JSpOC den 22. Dezember 2015 16:00 Uhr koordinierter Weltzeit (Universal Time Coordinated, UTC) +/- eine Minute.

Die Raketenoberstufe mit der Baunummer 99.530 befindet sich seit dem 17. Mai 2012 im Weltraum. Sie wurde verwendet, um den kanadischen Kommunikationssatelliten Nimiq 6 für Telesat auf einer 11.986,0 x 35.864,3 km Geotransferbahn mit einer Neigung von rund 10,2 Grad auszusetzen, von der aus der Satellit sich selbstständig zur geplanten Einsatzposition manövrierte.

Die Breeze-M-Oberstufe steuerte sich anschließend unter Nutzung einer gewissen Menge übrig gebliebenen Treibstoffs an Bord auf eine gegenüber dem Absetzorbit etwas veränderte Bahn. Daher konnte die Stufe später auf einer rund 10,7 Grad gegen den Erdäquator geneigten 10.532,4 x 34.453,8 km Bahn beobachtet werden. Aktuell ist die Oberstufe auf einer rund 12 Grad gegen den Erdäquator geneigten Bahn mit einem der Erde nächstliegenden Bahnpunkt im Bereich von 10.420 km und einem erdfernsten Bahnpunkt im Bereich von 34.600 km unterwegs. Auf dieser Bahn benötigt sie rund 814 Minuten für einen Erdumlauf.

Sinnvoll ist es, im Zuge einer sogenannten Passivierung von nicht mehr benötigten Raketenstufen alle Behälter, Leitungen und Gerätschaften, die unter Druck stehende Flüssigkeiten oder Gase enthalten, zum Vakuum hin zu entleeren, um Explosionsereignissen aus dem Wege zu gehen, bei denen Weltraumschrott entsteht, welcher dann eine konkrete Gefahr für andere Raumfahrzeuge darstellt. Bei der Breeze-M, die Nimiq 6 erfolgreich auf den vorgesehenen Absetz-Orbit brachte, hat das möglicherweise nicht oder nicht im notwendigen Maße funktioniert.

NOAA 16 (NOAA L) 26.536 / 2000-055A
Der US-amerikanische, auf einem Satellitenbus namens TIROS-N basierende Wettersatellit NOAA L wurde am 21. September 2000 ins All gebracht und nach seiner Inbetriebnahme auf einem sonnensynchronen, polaren Orbit rund 870 km über der Erdoberfläche in NOAA 16 umgezeichnet.

Nach deutlicher Überschreitung seiner Auslegungsbetriebsdauer von drei Jahren musste das von der Lockheed Martin Space Systems Company (LMSSC) gebaute Raumfahrzeug schließlich am 9. Juni 2014 außer Dienst gestellt werden, was wegen einer schwerwiegenden, aber nicht detailliert beschriebenen Anomalie unausweichlich geworden war.

Das JSpOC berichtete dann Ende November 2015, dass es am 25. November 2015 gegen 8:16 Uhr UTC in der Umgebung von NOAA 16 eine Anzahl vorher nicht katalogisierter Objekte beobachtet hat. Bis 18:30 Uhr UTC des selben Tages erfasste das JSpOC 19 Objekte, die höchstwahrscheinlich von NOAA 16 stammen und teilte mit, dass man mit der Katalogisierung weiterer Objekte rechne.

Am 26. Januar 2016 wurde bekannt, dass 65 Fragmente neu katalogisiert wurden und die Zahl der NOAA 16 zugeordneten Objekte damit auf mittlerweile 200 angestiegen ist. Keines der katalogisierten Objekte ist bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt wieder in die Erdatmosphäre eingetreten.

Maßnahmen zur Vermeidung von Weltraumschrott erfordern unter anderem die vollständige Abschaltung elektrischer Stromversorgungssysteme, wenn Satelliten außer Dienst gestellt werden.

Befindet sich ein Satellit nach Außerdienststellung in freier Drift, können wegen der Umgebungsbedingungen im Weltraum heftige Temperaturwechsel geschehen, Störungen und Ausfälle des Thermalmanagements auftreten, Bauteile versagen und Strahlungsschäden vorkommen. Dabei ist es wünschenswert, wenn an Bord eines solchen Satelliten befindliche Akkumulatoren trotz allem nicht lecken oder bersten.

Eine Reihe US-amerikanischer ziviler und militärischer Wettersatelliten auf Basis des Busesa TIROS-N bergen auch nach Nutzung der ihnen mitgegebenen Passivierungsmöglichkeiten noch das Risiko von entwurfsfehlerinduzierten Akkuexplosionen.

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• Weltraummüll gefährdet Raumfahrt

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Ein Beitrag von Axel Orth. Quelle: Spaceflight Now.

Wird es im Orbit nun endgültig eng? Brauchen wir eine globale Behörde für die Vergabe von Satellitenorbits? Der bisher beispiellose Zusammenstoß zweier Satelliten hat sich laut Nicholas Johnson, Chefwissenschaftler der NASA für Orbitaldebris am Johnson Space Center in Houston, am Dienstag Nachmittag Washingtoner Zeit in einer Höhe von etwa 790 Kilometern über dem nördlichen Sibirien zugetragen. Beteiligt waren ein Satellit der US-Firma Iridium und ein ausrangierter russischer Kommunikationssatellit.

Air-Force-General Michael Carey vom Strategic Air Command (STRATCOMM), die für die Weltraumüberwachung verantwortliche Militärbehörde der USA, sagte in einem Interview, dass beide Satelliten eine Masse um 500-700 Kilogramm gehabt hätten, bei dem Zusammenstoß zerstört worden seien und eine Debriswolke hinterlassen haben, deren Größe man vorläufig nur schätzen könne. Er sprach von einer Größenordnung von 600 Trümmerteilen. Er sagte, bei dem russischen Satelliten habe es sich um den Kommunikations-Relaissatelliten Cosmos 2251 gehandelt, der 1993 gestartet wurde, aber schon seit 10 Jahren außer Betrieb sei.

Auch die Firma Iridium Satellite hat den Verlust eines ihrer Satelliten durch den Zusammenstoß mit einem russischen Satelliten bestätigt. Iridium betreibt 66 Satelliten in einer Höhe von durchschnittlich 785 Kilometern und stellt damit ein weltweites Satellitentelefonie-Netz zur Verfügung. Der zerstörte Satellit war einer der ersten Iridium-Satelliten, deren Großteil zwischen 1997 und 2002 gestartet wurde. Laut Iridium-Pressemitteilung wird der Betrieb durch den Verlust kaum beinträchtigt werden; außerdem könne der zerstörte Satellit relativ schnell ersetzt werden, da Iridium auf Satelliten-Ausfälle aller Art durch bereits im Orbit befindliche Ersatzsatelliten vorbereitet sei.

Die internationale Raumstation ISS kreist in einer Höhe von etwa 350 Kilometern und ist daher durch die Debriswolke kaum gefährdet. Gleiches gilt für den bevorstehenden Start des Space Shuttles Discovery. Wie es allerdings mit dem übernächsten Start der Atlantis zum Hubble-Teleskop aussieht, das in größerer Höhe kreist, muss erst noch untersucht werden. Für Satelliten, die in ähnlichen Orbits wie die kollidierten Satelliten kreisen, wie etwa weitere Iridium-Satelliten, besteht nun natürlich eine gewisse Gefahr, beschädigt zu werden.
Laut Expertenaussagen sind Menschen durch die Debristeile nicht gefährdet, da die meisten, wenn nicht alle Teile in der Atmosphäre früher oder später verglühen werden.

Raumcon:

• Satelliten-Kollision im Orbit

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