Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 4. September 2024.

4. September 2024 – Das Bundeskabinett hat heute die Eckpunkte für ein Weltraumgesetz beschlossen. Die Bedeutung einer funktionsfähigen Weltrauminfrastruktur für die moderne Industrie- und Informationsgesellschaft nimmt stetig zu. Das zeigt sich auch daran, dass hierzulande immer mehr private Weltraumakteure auf dem Markt drängen.

Koordinatorin der Bundesregierung für die deutsche Luft- und Raumfahrt, Dr. Anna Christmann, MdB: „Das Bundeskabinett hat Eckpunkte für ein Weltraumgesetz beschlossen. Ich freue mich sehr, dass wir einen solchen Meilenstein bei einem wichtigen Schlüsselprojekt der neuen Raumfahrtstrategie erreichen konnten. Ein Weltraumgesetz wird für Verkehrssicherheit und damit Nachhaltigkeit deutscher Weltraumaktivitäten sorgen und gleichzeitig so ausgestaltet sein, dass es zu einem innovativen und wettbewerbsfähigen Standort für Raumfahrtunternehmen beiträgt.“

Diese Eckpunkte halten die zentralen Regelungsinhalte für ein Weltraumgesetz fest, mit dem die Bundesrepublik Deutschland nicht nur ihre völkerrechtlichen Verpflichtungen erfüllen, sondern auch einen wesentlichen Beitrag zur Minimierung von Risiken aus dem bislang nicht regulierten Sektor privater Weltraumaktivitäten und Starteinrichtungen leisten wird. Das Weltraumgesetz wird Fragen der zivilen (Betriebs-) Sicherheit von Weltraumaktivitäten und Starteinrichtungen regeln und damit einen wesentlichen Beitrag zur Vermeidung von Weltraumschrott leisten. Darüber hinaus werden auch die nationale Sicherheit, die Verteidigungsinteressen und die internationalen Verpflichtungen der Bundesrepublik Deutschland berücksichtigt. Gleichzeitig wird die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Raumfahrtindustrie durch das Weltraumgesetz gestärkt, indem es einen verlässlichen Rechtsrahmen für Investitionen bietet und völkerrechtliche Verpflichtungen umsetzt.

Die Eckpunkte haben folgende Kerninhalte:

• Das Weltraumgesetz wird einen Genehmigungsvorbehalt für Weltraumaktivitäten vorsehen.
• Das Weltraumgesetz wird regeln, dass die die zuständige Behörde Weltraumaktivitäten überwachen und erforderliche Anordnungen treffen kann.
• Das Weltraumgesetz wird die Registrierung von Weltraumgegenständen regeln.
• Das Weltraumgesetz enthält die Möglichkeit für die Bundesrepublik Deutschland, im Falle einer Haftung nach den völkerrechtlichen Verträgen bei einem privaten Betreiber Regress zu nehmen. Dabei wird die Regelung besondere Rücksicht auf die Belange von Start-Ups und KMU, aber auch von Universitäten und Forschungseinrichtungen nehmen, indem diese geringer belastet werden. Die Regelung wird gleichzeitig für die Unternehmen transparent und mit geringem Bürokratieaufwand verbunden sein.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz erarbeitet nun auf Grundlage der Eckpunkte einen Referentenentwurf. Es folgt damit eine wichtige Phase der Konkretisierung, in der Rückmeldungen aus der Praxis und Entwicklungen auf europäischer Ebene berücksichtigt werden.

Die Eckpunkte finden Sie hier (pdf):
https://www.bundeswirtschaftsministerium.de/Redaktion/DE/Downloads/E/eckpunkte-der-bundesregierung-fuer-ein-weltraumgesetz.pdf?__blob=publicationFile&v=2

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• Raumfahrt-Politik in Deutschland

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Quelle: Bundesamt für Ausrüstung, Informationstechnik und Nutzung der Bundeswehr 28. August 2024.

Koblenz 28. August 2024 – Die neuen Teleskope sind ein Teilprojekt des künftigen Systems zur Weltraumüberwachung (SysWRÜbw) und ermöglichen die eigene Beobachtung und Verfolgung von Objekten im Weltraum. Der Erfassungsbereich erstreckt sich vom sogenannten „Low Earth Orbit“ (LEO) in Höhen von rund 400 Kilometern bis zu 36.000 Kilometern im sogenannten „Geostationary Orbit“ (GEO). Die gesammelten Daten werden in das Weltraumlagezentrum (WRLageZ) in Uedem eingespeist und dort zusammen mit anderen Daten zu einer Gesamtlage des erdnahen Weltraums verarbeitet.

Das WRLageZ bewertet beispielsweise Risiken durch Weltraumschrott, der Satelliten treffen und beschädigen könnte, mögliche Wiedereintritte von Weltraumobjekten, wodurch sich Risiken für Menschen und Infrastruktur auf der Erde ergeben könnten, sowie die Einflüsse des Weltraumwetters, ausgelöst durch die Aktivitäten der Sonne. Dazu werden Objekte im erdnahen Weltraum überwacht und bei Bedarf aufgeklärt, um einen verlässlichen und eindeutigen nationalen Objektkatalog zu erstellen.

Warnungen des Weltraumlagezentraums versetzen Bundes- und Landesbehörden ebenso wie Satellitenbetreiber in die Lage, auf Weltraumereignisse zu reagieren. Damit baut die Bundeswehr ihre Weltraumaktivitäten und -fähigkeiten weiter mit dem Ziel der Realisierung einer möglichst vollumfänglichen Weltraumüberwachung aus.

Die notwendige Infrastruktur wird erstmals bereits über den Beschaffungsvertrag mit abgedeckt. Der Bau der zwei etwa acht Meter hohen Türme am Standort Meßstetten wird voraussichtlich Ende 2025 abgeschlossen sein.

Im Anschluss werden die Teleskope installiert und über eine Remote-Steuerung aus dem WRLageZ in Betrieb genommen und zunächst getestet, um das System dann voraussichtlich 2026 komplett an das Weltraumkommando der Bundeswehr zur Nutzung zu übergeben.

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• Militärische Raketen- und Raumfahrtneuigkeiten

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Quelle: ÖWF, 19. August 2024.

19. August 2024 – Das österreichische Satelliten-Projekt ADLER-2 ist der zweite Mini-Satellit der ADLER-Reihe, der im April 2023 in die Erdumlaufbahn gebracht wurde, um die Größe und Verteilung von kleinsten Weltraumschrott-Teilchen vor Ort zu erforschen. Nach knapp 7.100 Erdumrundungen und 480 Tagen im Orbit ist ADLER-2 Mitte August 2024 in der Erdatmosphäre verglüht. Die Analyse der Datensätze läuft aktuell auf Hochtouren.

Österreichische Co-Produktion als Weg zum Erfolg
ADLER-2 ist die erfolgreiche Fortsetzung der Zusammenarbeit des Österreichischen Weltraum Forums (ÖWF) mit SPIRE Global, das von dem Österreicher Peter Platzer mitbegründet wurde, und anderen internationalen Unternehmen.
Das US-amerikanische Unternehmen GRASP Global nutzte den Satelliten zudem, um einen Technologie-Demonstrator zu testen: Das erste Instrument seiner Art, das die Zusammensetzung und Konzentration von Aerosolen in der Erdatmosphäre aus der Umlaufbahn misst.

Vor-Ort-Suche nach Weltraumschrott
An Bord waren ein Weltraum-Radar und ein ausfaltbares Weltraum- „Mikrofon“, die Weltraumschrott-Teilchen vor Ort finden und messen. Die gewonnenen Daten können anschließend mit den Modellen der Europäischen Weltraumorganisation ESA abgeglichen werden, um die Weltraumschrott-Verteilung und -Größe im Erdorbit zu erfassen. Die Datenbereinigung und -verarbeitung der Mission übernahm Tilebox, das vom Österreicher Stefan Amberger mitbegründet wurde.

Stefan Amberger dazu: „Die Zusammenarbeit mit dem ÖWF war eine großartige Gelegenheit, die Leistungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit von Tilebox zu demonstrieren. Allein im vergangenen Jahr wurden rund 11 Millionen Rohdatensätze von ADLER-2 nahezu in Echtzeit aufgenommen, verarbeitet, bereinigt und dem ÖWF zur Verfügung gestellt. Der intuitive Zugriff auf diese Daten hat es Dutzenden von Entwicklern und Wissenschaftlern ermöglicht, die Daten mit minimalem Aufwand zu erkunden, und das Feedback hat uns geholfen, unseren Service inzwischen deutlich zu erweitern.“

Peter Platzer, CEO von Spire Global: „ADLER-2 stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bestreben nach Nachhaltigkeit des Weltraums dar und unterstreicht die Wirksamkeit von Satellitentechnologien im Umgang mit der wachsenden Bedrohung durch Weltraumschrott. Wir sind stolz darauf, Organisationen wie dem Österreichischen Weltraum Forum mit unserer Satellitentechnologie bahnbrechende Erfolge zu ermöglichen. Diese Mission erweitert nicht nur unser Verständnis von Weltraumschrott, sondern veranschaulicht auch, wie unsere Technologie und Partnerschaften zu einer sichereren und nachhaltigeren Weltraumumgebung beitragen.“

Warum die Suche nach Weltraumschrott wichtig ist
Jahrzehntelange Weltraumaktivitäten haben die Erdumlaufbahn mit Trümmern übersät. Da die Raumfahrtnationen ihre Aktivitäten im Weltraum weiter verstärken, steigt auch die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen mit noch funktionsfähigen Satelliten und Raumstationen.

Wissenschaftliche Modelle schätzen die Gesamtzahl von Objekten aus Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn auf mehr als 170 Millionen mit einer Größe von mehr als 1 mm. Diese entwickeln eine Aufprallenergie, die mit der Wucht einer Pistolenkugel vergleichbar ist und gefährden nicht nur Satelliten, sondern auch die astronautische Raumfahrt.

Dazu Dr. Gernot Grömer, Direktor des ÖWF: „ADLER-2 war eine wichtige Mission zur Analyse der wachsenden Herausforderungen durch Weltraumschrott, auch Space Debris genannt. Die Raumfahrtindustrie und Raumfahrtagenturen haben die Dringlichkeit des Problems erkannt. Wenn wir den Zugang zum Weltraum für kommende Generationen erhalten wollen, müssen Gegenmaßnahmen ergriffen werden – das ist der rot-weiß-rote Beitrag dazu.“

Eckdaten zu ADLER-2
Größe: 6 Unit Cubesat von Spire Global mit 30x20x10 cm (ADLER-1 ist ein 3 Unit Cubesat)
Instrumente: Weltraum-Mikrofon APID vom ÖWF, speziell entwickelte piezokeramische Platte, ausfaltbar auf 2m Spannweite; misst die Einschläge von Weltraum-Schrott-Teilchen
Radargerät von Spire Global, entdeckt Weltraumschrott-Teilchen in der Umgebung des Satelliten
GAPMAP-Sensor von GRASP SAS: ein Technologie-Demonstrator, das erste Instrument seiner Art, das die Zusammensetzung und Konzentration von Aerosolen in der Erdatmosphäre aus der Umlaufbahn misst.
Missionsdauer: 1 Jahr
Flughöhe: 500 km
Start: 15. April 2023 mit einer Falcon 9 Trägerrakete von SpaceX, gestartet von der Vandenberg Space Force Space Base, Kalifornien
De-Orbit: 15.-16. August 2024
Beteiligte Unternehmen:
Spire Global (Cubesat, Radar)
ÖWF (APID Weltraum-Mikrofon und Wissenschaftliche Leitung)
GRASP SAS (GAPMAP)
Tilebox (Datenmanagement)

Über das Österreichische Weltraum Forum
Das Österreichische Weltraum Forum (ÖWF) gehört im Bereich der Analogforschung weltweit zu den führenden Organisationen, die an der Vorbereitung astronautischer Erforschung anderer Planeten mitarbeiten. Das ÖWF ist federführend an zwei internationalen Cube-Sat Missionen beteiligt, die seit 2022 Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn aufspüren. Expert*innen verschiedenster Disziplinen bilden innerhalb des ÖWFs die Basis für diese Arbeit. Gemeinsam mit nationalen und internationalen Forschungseinrichtungen, Industrie und Unternehmen unterschiedlicher Branchen wird hier Forschung auf höchstem Niveau betrieben. Dabei nutzt das ÖWF seine ausgezeichneten Kontakte zu Meinungsbildner*innen, Politik und Medien, um österreichische Spitzenforschung und Technologie international voranzutreiben und bekanntzumachen. Das Österreichische Weltraum Forum ist zudem einer der wichtigsten Bildungsträger in Österreich, wenn es um Raumfahrt und darum geht, junge Menschen für Wissenschaft und Technik zu begeistern sowie ihnen einen Zugang zu dieser Branche zu ermöglichen. Neben der Betreuung von universitären Arbeiten bietet das ÖWF auch immer wieder Studierenden und Schüler*innen die Möglichkeit, im Rahmen von Praktika ihr Wissen zu erweitern.

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• Weltraummüll

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Quelle: Universität Augsburg 6. August 2024.

6. August 2024 – Etwa 80 bis 120 Kilometer über der Erdoberfläche wird die Luft so dünn, dass dieser Höhenbereich oft als Grenze zum Weltraum bezeichnet wird. Dennoch hat diese Atmosphärenschicht eine enorme Bedeutung – einerseits für den Flug von Satelliten und andererseits für das Erdklima. Die Universitäten Augsburg und Bern sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollen diesen Grenzbereich nun genauer untersuchen. Die DFG und die SNSF fördern das auf den Namen GIGAWATT getaufte Projekt mit insgesamt 1,2 Millionen Euro.

Das GIGAWATT-Projekt nimmt eine bestimmte Sorte von Strömungen genauer unter die Lupe, die sogenannten atmosphärischen Schwerewellen. Diese entstehen häufig in den unteren Luftschichten und pflanzen sich von dort bis in über 100 Kilometer Höhe fort – ähnlich wie Meereswellen, nur dass sie nicht nur horizontal, sondern vor allem auch vertikal verlaufen. Im Grenzbereich zwischen Atmosphäre und All brechen die Schwerewellen und verursachen dabei chaotische Verwirbelungen.

Dieser Vorgang ist es, der die Forschenden vor allem interessiert. Denn das Schicksal der Schwerewellen hat Auswirkungen auf unser Klima. „Die Wellen stellen gewissermaßen die Weichen für die großen erdumspannenden Strömungssysteme“, erklärt Michael Bittner, Professor für Atmosphärenfernerkundung an der Universität Augsburg. „Darunter sind beispielsweise die hochliegenden Windsysteme, die den Luftaustausch zwischen den Polen der Erde steuern. In Klimamodellen wird die Wirkung von Schwerewellen bislang aber nur sehr ungenau abgebildet.“

Ein Grund: Zwar ist die Ausbreitung und Brechung der Wellen physikalisch gut verstanden. Die Gleichungssysteme, die diese Prozesse beschreiben, sind aber so komplex, dass sie sich auch mit den schnellsten Supercomputern nicht lösen lassen. Forschende behelfen sich daher mit Näherungen, sogenannten Parametrisierungen, um den Werdegang der Wellen zu modellieren. „Damit diese Modelle ein realistisches Ergebnis liefern, muss man sie aber mit möglichst exakten Ausgangsdaten füttern“, erläutert Bittners Mitarbeiter Dr. Patrick Hannawald.

Radarsysteme und optische Kameras in den Alpen
Soll heißen: Man muss wissen, wo sich die Wellen aktuell befinden und wie sie sich verhalten, um ihren Verlauf in die Zukunft extrapolieren zu können. Und je genauer man das weiß, desto besser wird das Ergebnis. Doch bislang ist es nur sehr schwer möglich, die Wellen in der Grenzschicht zwischen Atmosphäre und All aufzuspüren. Genau hier setzt das neue Projekt an: Die beteiligten Arbeitsgruppen möchten die Schwerewellen mit verschiedenen Methoden exakter sichtbar machen. „Dazu werden wir zusammen mit unseren Projektpartnern in den deutschen und schweizer Alpen Radarsysteme installieren und zugleich optische Kameras aufbauen“, sagt Hannawald. „Damit lassen sich dann sogenannte tomografische Messungen durchführen.“

Mit diesem Ansatz lassen sich die Wellenfronten in ihrer dreidimensionalen Ausdehnung sichtbar machen. Die Beteiligten nutzen dazu ein Phänomen, das als Airglow bekannt ist: Die Moleküle in der oberen Atmosphäre werden durch die energiereiche Strahlung der Sonne angeregt, so dass sie permanent schwach leuchten. Vom Weltall aus ist dieses Glühen mit bloßem Auge zu sehen. Mit den Kameras soll das auch vom Boden möglich werden. Bereiche mit einem höheren Luftdruck – die Wellenberge, wenn man so will – leuchten dabei besonders stark. „Aus den Intensitätsmustern lässt sich daher auf den Verlauf der Wellen schließen“, erklärt der Augsburger Wissenschaftler.

So werden in den Aufnahmen oft charakteristische Strukturen sichtbar, ähnlich wie Rippeln in einem Sandstrand bei Ebbe. Wenn die Wellen brechen, hinterlassen sie zudem in den Fotos eine Art „Gischtspur“. Diese Ergebnisse sind nicht nur für die Klimaforschung relevant, sondern auch für einen ganz anderen Bereich. „Momentan nimmt die Zahl der Satelliten im erdnahen Orbit rasant zu“, sagt Prof. Bittner. „Dort etabliert sich gerade ein neues Industriegebiet. Die Flugkörper haben aber nur eine begrenze Lebensdauer – irgendwann fliegen sie immer niedriger und niedriger und stürzen schließlich ab.“

Wenn sie bei diesem Prozess mit einer Geschwindigkeit von mehreren Kilometern pro Sekunde in die oberste Atmosphärenschicht eintauchen, werden sie erheblich abgebremst. „Gerade in den Bereichen, in denen die Schwerewellen brechen, werden die Satelliten so stark durchgeschüttelt wie ein Auto auf einer Piste mit Schlaglöchern“, verdeutlicht Bittner. Das ist einer der Gründe, warum die Bahn der High-Tech-Flugkörper sich bislang nicht gut vorhersagen lässt.

Die GIGAWATT-Ergebnisse könnten auch hier Fortschritte ermöglichen. Vielleicht wird es auf ihrer Basis irgendwann möglich sein, Satelliten am Ende ihrer Lebenszeit gezielt so abstürzen zu lassen, dass die Trümmer im Meer landen – und nicht über bewohntem Gebiet niedergehen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Swiss National Science Foundation (SNSF) fördern das GIGAWATT-Projekt in den kommenden drei Jahren mit insgesamt 1,2 Millionen Euro.

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• Planet Erde

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Quelle: DPG Bad Honnef, 26. Juli 2024.

Bad Honnef, 26. Juli 2024 – Die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG) veröffentlicht eine neue Ausgabe ihrer Publikationsreihe „Physikkonkret“ mit dem Titel „Weltraumschrott: Gefahr für die nachhaltige Nutzung des Weltraums“. Diese Ausgabe widmet sich der wachsenden Bedrohung durch Weltraumschrott und den notwendigen Maßnahmen zur Sicherstellung einer nachhaltigen Nutzung des Weltraums.

Der Weltraum spielt eine entscheidende Rolle in unserem täglichen Leben. Satellitendienste sind heutzutage unverzichtbar für Kommunikation, Navigation, Wettervorhersagen und Erdbeobachtungen. Derzeit bewegen sich etwa 10.000 aktive Satelliten mit enormen Geschwindigkeiten in erdnahen Umlaufbahnen. Die Zahl der Satelliten und Weltraumschrottobjekte in diesen Orbits wächst stetig und stellt eine erhebliche Herausforderung für die Nutzung des Weltraums dar.

Kollisionen zwischen Satelliten und Schrottobjekten können die Menge an Weltraumschrott exponentiell erhöhen, was wiederum das Risiko weiterer Zusammenstöße steigert. Ein weiteres Problem stellt der Wiedereintritt dieser Objekte in die Erdatmosphäre dar, da nicht alle vollständig verglühen. Erst im März 2024 wurde die Öffentlichkeit vor einem möglichen Einschlag von Weltraumschrott auf der Erde gewarnt.

Die DPG betont in der aktuellen Ausgabe von „Physikkonkret“, dass für eine nachhaltige Nutzung des Weltraums verbesserte Überwachungssysteme, neue internationale Nutzungsregeln sowie innovative Technologien zur Reduktion von Weltraumschrott notwendig sind. Die aktuelle Ausgabe gibt einen Überblick über die aktuelle Situation und zeigt dringende Handlungsfelder auf, um den Weltraum auch für zukünftige Generationen nutzbar zu machen.

Die Faktenblätter „Physikkonkret“ bereiten seit 2008 allgemeinverständlich und kompakt Informationen zu aktuellen wissenschaftlichen und wissenschaftspolitischen Themen auf.

Sammlung aller „Physikkonkret“:
Physikkonkret

„Physikkonkret“ Ausgabe Nr. 72:
https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/physikkonkret/pk72-weltraumschrott

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• Weltraummüll

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Quelle: ESA 28. Juni 2024.

28. Juni 2024 – Am 25. Juni 2024 unterzeichneten drei wichtige Akteure der europäischen Raumfahrtindustrie einen Vertrag mit der ESA für die Entwicklung großer Plattformen für Satelliten im niedrigen Erdorbit (LEO), die den Zero Debris Standards entsprechen.

Airbus Defence and Space, OHB und Thales Alenia Space werden Zero-Debris-Plattformen für große LEO-Satelliten entwerfen und entwickeln, als ersten Schritt hin zu Zero-Debris-Produktionslinien.

„Es ist von entscheidender Bedeutung, jetzt in die Entwicklung von Zero Debris-konformen Raumfahrzeug-Plattformen zu investieren. Die Plattformen und die Maßnahmen an Bord zur Vermeidung von Weltraummüll müssen ausfallsicherer werden, um die gefährdeten niedrigen Erdumlaufbahnen für die künftige Nutzung zu erhalten“, sagt Holger Krag, Leiter des Programms für Weltraumsicherheit bei der ESA.

„Die Zusammenarbeit mit drei langjährigen Industriepartnern wird uns helfen, unser Versprechen einzulösen und weiteren Raumfahrtrückständen in Zukunft ein Ende zu setzen.“

Von Zero Debris-Bestrebungen zur Produktion
Airbus Defence and Space, OHB und Thales Alenia Space sind seit langem Partner in den Bemühungen, das Zero Debris-Ziel bis 2030 zu erreichen, und arbeiten mit der ESA an ehrgeizigen und gemeinsam definierten Zielen, um die Sicherheit und Nachhaltigkeit im Weltraum zu gewährleisten.

Die ESA hat durch die Einführung des Zero Debris-Ansatzes die Führung in Sachen Weltraumnachhaltigkeit übernommen. Es ist das erklärte Ziel der Weltraumorganisation, die Verbreitung von Weltraummüll in der Erd- und Mondumlaufbahn bis 2030 für alle künftigen Missionen, Programme und Tätigkeiten erheblich einzudämmen.

Die Anstrengungen haben bereits zu neuen Entwurfsanforderungen für alle zukünftigen ESA Missionen, Programme und Aktivitäten geführt. Der 2023 herausgegebene ESA-Standard zur Space Debris Mitigation (Eindämmung der Raumfahrtrückstände) verkörpert den ersten Schritt der ESA, das Zero Debris-Ziel bis 2030 zu erreichen.

Kürzlich haben sich zwölf Länder und mehr als einhundert Unternehmen, Institutionen und Organisationen verpflichtet, die von der ESA unterstützte Zero Debris Charta zu unterzeichnen, darunter Airbus Defence and Space, OHB und Thales Alenia Space.

„Der Raumfahrtsektor in Europa und darüber hinaus kommt zusammen, um das Engagement für die Ziele von Zero Debris bis 2030 unter Beweis zu stellen. Es ist an der Zeit, sie Realität werden zu lassen, und dieses Ziel können wir nur gemeinsam erreichen“, sagt Tiago Soares, leitender Clean Space-Ingenieur bei der ESA.

„Die Umsetzung erfordert eine gemeinsame Anstrengung der Zero Debris Community, die sich über viele Disziplinen erstreckt. Wir sehen, wie die Dynamik dieser Zero Debris-Bemühungen an Fahrt gewinnt, je konkreter sie werden.“

Die technischen Anforderungen und Lösungen, die eine Zero-Debris-Zukunft ermöglichen, werden in der technischen Dokumentation, die derzeit von der Zero-Debris-Gemeinschaft unter der Schirmherrschaft der ESA entwickelt wird, konkretisiert und umsetzbar gemacht. Denn nur wenn wir unsere Kräfte als Zero-Debris-Gemeinschaft im gesamten Raumfahrtsektor bündeln, können wir eine Zero-Debris-Zukunft garantieren.

Mit den Zielen auf technischer Ebene geklärt, ist es nun an der Zeit, Zero-Debris-Satelliten zu bauen.

Der Bau neuer LEO-Satelliten
Die ESA-Direktorate für Missionsbetrieb und Erdbeobachtung haben gemeinsam den Auftrag für die Entwicklung großer LEO-Plattformen für die Umsetzung der „Large LEO platforms evolution for Zero Debris Policy Implementation Phase 1″ erteilt. Die Verträge mit Airbus Defence and Space, OHB und Thales Alenia Space sind wegweisend zur Entwicklung von Zero Debris-fähigen Satelliten in überlasteten niedrigen Erdumlaufbahnen.

Jeder Hauptauftragnehmer wird eine standardisierte Satelliten-Plattform für die niedrige Erdumlaufbahn entwickeln, die den Zero-Debris-Standards entspricht. Eine solche Plattform, auch Satelliten-Bus genannt, ist der Hauptbestandteil eines Satelliten, auf dem die Nutzlast, wie wissenschaftliche Instrumente, integriert werden kann.

Die zentrale Architektur wird die Grundlage für künftige Satelliten bilden, die dann an spezifische Missionsziele angepasst werden können.

Die jetzt ausgeschriebene Phase 1 dient der Entwicklung der Satellitenplattform bis zur Systemanforderungsprüfung (System Requirement Review, SRR) und wird ab dem Beginn im Juni 2024 etwa 18 Monate in Anspruch nehmen. In dieser Phase werden die wichtigsten technischen Optionen geprüft und ein Basisentwurf erstellt.

In Phase 2 werden die Hauptauftragnehmer mit weiteren Technologieanbietern zusammenarbeiten, um neue Lösungen zu integrieren und ihre Plattformen auf das Niveau einer Preliminary Design Review (PDR) zu bringen, welche verschiedene praktische Aspekte des Entwurfs bewertet und testet.

Satelliten in allen Größen
Die ESA blickt über Technologien hinaus, die für große Raumfahrzeuge in niedrigeren Erdumlaufbahnen geeignet sind, wie sie für die Erdbeobachtung verwendet werden.

Parallel dazu wird nach innovativen Ideen für die Konstruktion von CubeSats gesucht, die den Zero Debris-Zielen entsprechen, sowie für weitere Satelliten unterschiedlicher Größe und in unterschiedlichen Umlaufbahnen.

Ganz gleich, ob es sich um große oder kleine Satelliten handelt, die europäische Raumfahrtindustrie wird von der ESA unterstützt, während wir gemeinsam auf dem Weg zu einer nachhaltigen Nutzung des Weltraums sind.

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• Weltraummüll

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Ein Beitrag von Thomas Weyrauch. Quellen: LeoLabs, NASA, spacecom.mil.

Nach Angaben eines Zentrums für Raumfahrtaktivitäten des US-amerikanischen Militärs (U.S Space Command (USSPACECOM)) habe Resurs-P 1 gegen 16:00 Uhr UTC am 26. Juni 2024 mehr als 100 beobachtbare Objekte freigesetzt.

LeoLabs, ein Privatunternehmen, das sich mit der Bahnverfolgung von um die Erde ziehenden Objekten beschäftigt, berichtete, dass es zwischen 13:05 Uhr UTC am 26. Juni 2024 und 00:51 Uhr UTC am 27. Juni 2024 bei Resurs-P 1 zu einem trümmergenerierenden Ereignis gekommen sein müsse.

Laut LeoLabs seien es mittlerweile mindestens 180 Objekte, die man Resurs-P 1 zuordnen könne. Hinsichtlich des Auslösers für das Freisetzungsereignis legten sich die LeoLabs nicht fest. In Frage kommen z.B. Ursachen, die in Konstruktion und Funktionalität des Satelliten begründet liegen, als auch solche äußerer Einwirkungen wie Treffer durch Weltraumschrott oder Meteoridenmaterial.

Möglicherweise erfolgte bei Einsatzende von Resurs-P 1 keine angemessene Passivierung, oder sie konnte nicht abgeschlossen werden. Eine erfolgreiche Passivierung hilft, Explosionsereignisse zu vermeiden, bei denen Weltraumschrott entsteht, welcher dann eine konkrete Gefahr für andere Raumfahrzeuge darstellt. Bei einer wünschenswerten Passivierung werden Tanks und Leitungen eines Raumfahrzeugs von übriggebliebenem Treibstoff und Druckgasen befreit, Akkumulatoren von ihrer Stromversorgung getrennt und entladen, sowie vorher nicht benutzte redundante pyrotechnische Komponenten – das können zum Beispiel Ventile sein – ausgelöst. Ob das im Betriebsplan von Resurs-P 1 überhaupt so vorgesehen war, ist dem Autor nicht bekannt.

Resurs-P 1 umkreiste nach Bahnzirkularisierung mit seinem Bordantrieb die Erde auf einer annähernd sonnensynchronen, um 97,28 Grad gegen den Äquator geneigten Bahn in Höhen zwischen 470 und 480 km. Das Raumfahrzeug mit einer Anfangsmasse von rund 6.570 kg diente insbesondere der Erfassung hochauflösender Detail- und Übersichtsaufnahmen der Erdoberfläche, der Erzeugung stereoskopischer, dreidimensionaler Bilddaten und der Gewinnung von Multispektralaufnahmen.

Der aktive Einsatz von Resurs-P 1 endete Ende 2021. Die Bahnhöhe über der Erde nimmt seitdem ab. Zum Zeitpunkt des trümmerfreisetzenden Ereignisses befand sich der Satellit auf einer Bahn in Höhen zwischen 350 und 370 km über der Erde.

Für die Besatzung der Internationalen Raumstation ISS scheint sich keine dauerhafte Gefährdung ergeben zu haben. Zunächst hatten die einzelnen Besatzungsmitglieder ihre Sicherheitspositionen in den jeweiligen angekoppelten Raumfahrzeugen eingenommen, durften diese nach Angaben der US-Weltraumbehörde NASA jedoch nach rund einer Stunde wieder verlassen.

Resurs-P 1 ist katalogisiert mit der NORAD-Nr. 39.186 bzw. als COSPAR-Objekt 2013-030A.

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• Resurs-P1 auf Sojus 2.1b

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Quelle: OHB SE 6. Juni 2024.

Berlin/Bremen, 6. Juni 2024. Weltraumschrott bedroht unsere Infrastruktur im All. Nahezu jede Woche treten Teile alter Satelliten oder ausgebrannte Raketenstufen unkontrolliert in die Erdatmosphäre ein. Zwar ist die Gefahr, auf der Erde von Weltraumschrott getroffen zu werden, nach wie vor gering, aber sie nimmt stetig zu. Weitaus bedrohlicher ist der Weltraumschrott für Raumstationen wie die ISS und aktive Satelliten. Diese müssen immer häufiger Ausweichmanöver fliegen, um nicht von Schrotteilen getroffen zu werden.

Damit die Menge an Weltraumschrott nicht unbegrenzt weiter zunimmt, hat sich die Europäische Weltraumorganisation ESA das Ziel gesetzt, ihre zukünftigen Missionen so zu gestalten, dass bis 2030 kaum noch Weltraumschrott anfällt. Als Teil dieser Initiative wurde unter anderem die sogenannte „Zero Debris Charter“ aufgesetzt. Dabei handelt es sich um ein Dokument, das in Zusammenarbeit mit den Akteuren der europäischen Raumfahrtbranche erarbeitet wurde und sowohl übergeordnete Leitprinzipien als auch spezifische Ziele definiert, um bis zum Jahr 2030 die Menge an Weltraumschrott signifikant zu reduzieren. OHB gehörte hierbei zu den Unterstützern der ersten Stunde.

Am 22. Mai 2024 wurde die Charta auf dem ESA/EU Space Council bereits von der ESA und zwölf europäischen Ländern unterzeichnet – darunter auch Deutschland. Heute folgten dann auf der ILA in Berlin die Unterschriften zahlreicher Unternehmen und akademischer Partner, sowie von mehreren Nichtregierungsorganisationen (NGOs). Für OHB unterzeichnete Dr. Markus Moeller, Chief Strategy and Development Officer.

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• OHB-System

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Quelle: ESA 22. Mai 2024.

22. Mai 2024 – Das französisch-deutsche Raumfahrtunternehmen Exploration Company und das französisch-italienische Unternehmen Thales Alenia Space in Italien haben Aufträge für die Entwicklung von Frachtrückkehrdiensten für niedrige Erdumlaufbahnen erhalten. Die Frachtfahrzeuge sollen bis 2030 Versorgungsgüter an die Internationale Raumstation liefern und könnten für alle künftigen Raumstationen eingesetzt oder möglicherweise modifiziert werden, um die Besatzung ins All zu schicken. Der Beschluss kommt nur sechs Monate nach dem Start eines Wettbewerbs zur Förderung der Kommerzialisierung der Raumfahrt durch die ESA auf der Ministerratstagung 2023 in Sevilla. Das Ergebnis zeigt, wie ESA zur Stärkung, Diversifizierung und Erweiterung der europäischen Raumfahrtindustrie beiträgt und damit die Wettbewerbsfähigkeit Europas erhöht.

Darüber hinaus haben 12 Nationen die Zero Debris Charta unterzeichnet – eine weltweit führende Anstrengung, bis 2030 Weltraumschrott neutral zu machen, die ebenfalls auf dem Sevilla-Gipfel angekündigt wurde. Es ist das erste Mal, dass Länder auf nationaler Ebene unterzeichnen, Europa als führendes Land im Bereich der sauberen Raumfahrt stärken und gleichzeitig die internationale Akzeptanz der Charta unter Beweis stellen. Österreich, Belgien, Zypern, Estland, Deutschland, Litauen, Polen, Portugal, Rumänien, die Slowakei, Schweden und das Vereinigte Königreich haben sich alle zur Einhaltung der Charta verpflichtet.

Mehr als 100 Organisationen haben versprochen, sich in den kommenden Monaten auch dem von der Raumfahrt-Gemeinschaft geleiteten Unterfangen anzuschließen. Neben 12 Ländern unterzeichnete auch die Europäische Weltraumorganisation ESA als Internationale Organisation (IGO) die Zero Debris Charter (Deutsch: „Null Weltraumrückstände Charta“)

Die Nachhaltigkeit des Weltraums wird durch die neue Vigil-Mission der ESA weiter verbessert, die lebenswichtige Infrastrukturen auf der Erde und im Weltraum schützen wird, indem sie Frühwarnungen vor einfallenden Sonnenstürmen liefert. Seit dem Gipfel in Sevilla hat die ESA mit Airbus UK einen Vertrag über den Bau des Raumfahrzeugs unterzeichnet, dessen Start für 2031 geplant ist. Durch die Beobachtung der Sonne aus ihrem Blickwinkel fern der Erde wird das Raumfahrzeug potenziell gefährliche solare Aktivitäten erkennen, bevor sie vom Boden aus gesehen werden kann– und diese Informationen nahezu in Echtzeit zur Erde weiterleiten. Die Vorabwarnung vor eingehenden Sonnenstürmen verschafft mehr Zeit für den Schutz wichtiger terrestrischer Stromnetze sowie von Raumfahrzeugen in der Umlaufbahn, von denen alle modernen Gesellschaften und Wirtschaften abhängen.

Josef Aschbacher, Generaldirektor der ESA, sagte: „Heute hat die ESA ihre Führungsrolle in der Raumfahrt für Europa und die europäischen Bürger:innen weiter unter Beweis gestellt. Die Unterzeichnung der Verträge über Frachtrückkehrdienste im niedrigen Erdorbit zeigt, wie sich die ESA modernisiert hat, um den Anforderungen der nächsten Ära der Raumfahrtwirtschaft gerecht zu werden. Die Unterzeichnung der Zero Debris Charta durch zehn europäische Nationen zeigt, dass die ESA bei der Schaffung konkreter, nützlicher und attraktiver Normen für die Weltraumnachhaltigkeit, die die Grundlage für europäische oder gar globale Regelungen und Gesetzgebung bilden werden, weltweit führend ist. Währenddessen wird die Vigil-Mission weiter zur Nachhaltigkeit im All beitragen.“

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• ESA

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Quelle: ESA 7. März 2024.

Die insgesamt neun Batterien wurden bereits am 11. Januar 2021 von der ISS abgekoppelt und so einem unkontrollierten Wiedereintritt zugeführt, der nun für den 8. März 2024 +/- 0,4 Tage vorhergesagt wird.

Die angenommene Gesamtmasse ist 2,6 Tonnen, von denen der größte Teil während des Wiedereintritts verglühen dürfte. Auch wenn einige Teile den Boden erreichen können, ist das Unfallrisiko und die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mensch getroffen wird sehr gering.

Der natürliche Wiedereintritt wird zwischen -51,6 Grad Süd und 51,6 Grad Nord stattfinden. Vorhersagen zu Wiedereintrittszeitpunkt und -ort sind für solche Fälle naturgemäß mit großen Unsicherheiten verbunden, hauptsächlich aufgrund des schlecht prognostizierbaren atmosphärischen Widerstandes. Je näher man dem geschätzten Wiedereintrittszeitpunkt kommt, umso besser lässt sich das betroffene Gebiet geographisch eingrenzen.

Die ESA verfolgt das Objekt und stellt ihren Mitgliedsstaaten auf Anfrage entsprechende Vorhersagen zur Verfügung, die diese dann kontinuierlich mit eigenen Analysen kombinieren.

Ungefähr jede Woche tritt ein großes Weltraumobjekt unkontrolliert wieder ein, der größte Anteil der damit verbundenen Fragmente verglüht bevor sie den Boden erreichen. Die meisten Raumfahrzeuge, Trägerraketen sowie deren Infrastruktur sind so konzipiert, dass das Risiko beim Wiedereintritt begrenzt wird.

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• **ISS** Hauptthema

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Quelle: Bayerischer Rundfunk 31. Januar 2024.

Mit den steigenden Anforderungen an die weltweite Kommunikation, dem Abrufen von Wetterereignissen oder dem Verwenden von Ortungsdiensten wird auch der Satellitenbetrieb immer komplexer. Umso wichtiger ist es, die spezifischen Bereiche im All zu schützen, um das Funktionieren der Satelliten zu gewährleisten. Aus diesem Grund wurde 2019 bei der ESA das Programm für Weltraumsicherheit verabschiedet. In den Projekten Space Debris und Clean Space wird daran geforscht, das Entstehen weiterer Trümmer im Orbit zu verhindern und Lösungen für das Entsorgen von Weltraumschrott zu generieren, um die Auswirkungen von Weltraumaktivitäten auf die Erde zu minimieren.

Als einen wichtigen Schritt hin zu einer nachhaltigen Raumfahrt hat sich die ESA mit ihrem ʺZero-Debrisʺ-Ansatz vorgenommen, bis 2030 keinen neuen Weltraumschrott zu produzieren. In ʺSpace Night scienceʺ spricht Sibylle Anderl mit Holger Krag, dem Leiter des ESA-Programms für Weltraumsicherheit, darüber, wie sich das Ziel erreichen lässt.

Zum Magazin ʺSpace Night scienceʺ:
Was gibt es Neues aus dem Universum? Welche Auswirkungen haben die Ergebnisse der Weltraumforschung auf die Zukunft der Menschheit? Im Magazin ʺSpace Night scienceʺ in ARD alpha präsentiert die Astrophysikerin und Wissenschaftsjournalistin Dr. Sibylle Anderl jeden ersten Sonntag im Monat um 19.00 Uhr spannende Fakten und Neuigkeiten aus unserem Sonnensystem, der Milchstraße oder fernen Galaxien. Die Folgen stehen zwei Jahre in der ARD Mediathek zur Verfügung.

Space Night science – Weitere Sendetermine:
Donnerstag, 8. Februar 2024, 22.30 Uhr
Sonntag, 3. März 2024, 19.00 Uhr
Sonntag, 7. April 2024, 19.00 Uhr

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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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Quelle: Fraunhofer FHR 19. Dezember 2023.

19. Dezember 2023 – Für Deutschland – und damit auch für Europa – bricht im Jahr 2024 eine neue Ära in der Weltraumbeobachtung an: Das im Auftrag der Deutschen Raumfahrtagentur im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) durch das Fraunhofer Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR entwickelte und gebaute Radarsystem GESTRA (German Experimental Space Surveillance and Tracking Radar) hat nach einer intensiven und erfolgreichen Test- und Verifikationsphase im Dezember 2023 mit der finalen Überprüfung begonnen. Damit ist dieses weltweit einzigartige System zur Weltraumüberwachung in seine mehrmonatige Abnahme gestartet.

Gemeinsam mit Experten des Fraunhofer FHR führte die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR als Teil des Weltraumlagezentrums den Test durch. Während der Demonstration wurden verschiedene Radarmodi erfolgreich überprüft, konkret zwei verschiedene Such-Modi, der Spotlight-Mode und der Tracking-Mode. Die erfassten Sichtungen konnten mit vorhandenen Katalogdaten von Objekten im erdnahen Orbit korreliert werden. Im Schnitt wurden pro Stunde mehr als 200 Objekte aufgespürt, darunter auch kleine Objekte („Cubesats“) in mehreren hundert Kilometern Entfernung. Gesichtet wurden neben zahlreichen Starlink-Satelliten auch die Orbiter Oneweb-0240 (Höhe circa 1200 Kilometer), NOAA 16-DEB (Höhe circa 825 Kilometer), Sentinel 6 (Höhe circa 1300 Kilometer) sowie den Kleinsatellit CUTE1.7 (20x20x10 Zentimeter; Höhe circa 600 Kilometer). Damit erfüllt GESTRA bereits ohne volle Auslastung die gestellten Anforderungen.

Kombination aus Flexibilität und digitaler Technik macht GESTRA einzigartig
Das komplexe Radarsystem umfasst eine Sende- und eine Empfangsantenne, die bei voller Bestückung mit je 256 Einzelelementen versehen sind und deren Radarwellen phasengesteuert werden können (sogenannte „Phased-Array“). Jedes Element der Sendeantenne wird durch einen extrem leistungsfähigen Verstärker angesteuert, so dass die circa vier Meter große Sendeantenne insgesamt eine immense Gesamtleistung vorweisen kann. Die Elemente der Empfangsantenne werden einzeln digital ausgelesen und können mittels spezieller Prozessoreinheiten in Echtzeit zusammengefasst werden. Auf diese Weise ändern die beiden Antennen innerhalb weniger Millisekunden ihre Blickrichtung. Darüber hinaus kann die Antenne mit einem Drehstand mechanisch ausgerichtet werden. Eine eigene Wasserkühlung für jedes einzelne Antennenelement trägt zudem zu einer besonders hohen Radarleistung bei. Dies erhöht die Empfindlichkeit des Systems zusätzlich. Damit ist GESTRA bei der Beobachtung von Weltraummüll nicht nur sehr dynamisch, sondern auch überaus sensitiv. Sender und Empfänger sind in zwei getrennten Containern untergebracht, was den flexiblen Einsatz an unterschiedlichen Orten erlaubt. Diese Kombination aus Mobilität, digitaler Technik und Leistungsfähigkeit macht GESTRA einzigartig. Die Anlage ist auf der Schmidtenhöhe bei Koblenz aufgestellt.

Modernste Radartechnik für mehr Sicherheit im Weltraum
Mit GESTRA steht dem ressortgemeinsame Weltraumlagezentrum im Jahr 2024 eines der weltweit modernsten Radarsysteme zur Weltraumbeobachtung zur Verfügung. Das deutsche Weltraumlagezentrum in Uedem hat schwerpunktmäßig die Aufgabe ein Lagebild für den Weltraum zu erstellen und zu bewerten sowie nationale Raumfahrtsysteme vor der Kollision mit Weltraummüll zu schützen. Nach Inbetriebnahme von GESTRA werden Mitarbeiter der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR das System aus dem Weltraumlagezentrum heraus steuern. Denn dort laufen alle Messdaten zusammen, um daraus die Bahnen der erfassten Objekte zu bestimmen. Ebenfalls sollen diese Daten von Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland angefragt werden können. Auch auf europäischer Ebene wird das Potenzial von GESTRA im Projekt „EUSST“ (EU Space Surveillance and Tracking) eingebracht. Die Maßnahmen zur Integration des Sensors in EUSST werden Anfang 2024 beginnen und im ersten Halbjahr abgeschlossen sein. Im niedrigen Erdorbit ist GESTRA nicht nur in der Lage, Weltraumschrott zu erfassen, sondern auch offensive Kleinsatelliten anderer Staaten aufzuspüren und deren Bahn zu verfolgen. GESTRA erfüllt vollständig die Anforderungen ziviler und militärischer Weltraumüberwachung und ist somit als prototypisches Weltraumüberwachungsradar ein unverzichtbarer Baustein für eine hoch leistungsfähige, international vernetzte Weltraum-Sicherheitsarchitektur.

Weltraumschrott als Gefahr für die Raumfahrt
Im erdnahen Weltraum ziehen mehrere tausend Satelliten ihre Bahnen. In diesem Bereich befinden sich aber auch zigtausend Teile Weltraumschrott: Insgesamt handelt es sich dabei um mehr als 10.000 Tonnen Material. Der größte Teil davon befindet sich auf niedrigen Orbits in Höhen von bis zu 2000 Kilometern, im sogenannten „Low Earth Orbit“ (LEO). Eine Kollision mit genutzter Infrastruktur im Weltraum ist damit sehr wahrscheinlich. Auch die Internationale Raumstation ISS ist auf ihrem Orbit in rund 400 Kilometern Höhe davon betroffen. Um Kollisionen so weit wie möglich zu vermeiden, werden kontinuierlich verlässliche Daten zur Weltraumlage benötigt, die von Radarsystemen wie GESTRA bereitgestellt werden können. Entwickelt wurde GESTRA vom Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR in Wachtberg. Die Finanzierung erfolgte durch die Deutsche Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Betrieben wird das Radarsystem zukünftig vom ressortgemeinsamen Weltraumlagezentrum in Uedem, welches vom BMWK und vom Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) finanziert wird.

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• Fraunhofer FHR

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Quelle: DLR 4. Dezember 2023.

4. Dezember 2023 – Ausgediente Satelliten auf niedrigen Umlaufbahnen befinden sich oft noch Jahrzehnte im Orbit, bis sie schließlich beim Wiedereintritt verglühen. Bremssegel bieten die Möglichkeit, diese Satelliten schneller zu entsorgen. Sie können so verlangsamt werden, dass sie früher in die dichtere Erdatmosphäre eintreten, wo sie rückstandslos verglühen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht seit Jahren an Membrantechnologien und ultraleichten Segelmasten. Zusammen mit dem Industrieunternehmen HPS kommen Forschungsergebnisse nun in Form des Bremssegels „ADEO“ in die Anwendung.

Systemkompetenz bei Weltraumsegeln
Im Rahmen verschiedener, von der europäischen Weltraumagentur ESA finanzierter Projekte, entwickelt das DLR bereits seit 2015 zusammen mit der Münchener Firma HPS Widerstandssegel. Das DLR hat sein Know-how im Bereich der Auswahl, des Designs und der Qualifikation der Bremssegelmembran eingebracht. „Nach vielen Jahren der Zusammenarbeit mit HPS kommen die DLR-Komponenten in einem fertigen Produkt in die Anwendung, also auch in den Weltraum, wofür sie gedacht sind“, sagt Patric Seefeldt, Gruppenleiter Materialalterung beim DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen.

Die vom DLR erforschten Membranen, wie sie möglichst kompakt zusammen- und mit ultraleichten Masten wieder entfaltet werden können, fügt das Unternehmen HPS mit entsprechenden Strukturen und elektronischen Komponenten zu einem Gesamtsystem zusammen. „Wenn Wissenschaft und Industrie gemeinsam an einem Projekt arbeiten, passiert immer etwas Gutes. Wir sind alle raumfahrtbegeistert und haben ein gemeinsames Ziel: Wir wollen unseren Beitrag zu nachhaltiger Raumfahrt leisten“, betont Frank Hoffmann, Abteilungsleiter Bremssegel bei HPS, die gute Zusammenarbeit mit dem DLR.

Großes Segel für Weltraumeinsatz qualifiziert
Um Satelliten aus dem Orbit zurückzubringen, muss das Segel einwandfrei funktionieren, nachdem es zehn bis zwanzig Jahre im Orbit in verstauter Konfiguration lagerte. Die verwendeten Materialien müssen unter Weltraumbedingungen langlebig sowie extrem dünn und leicht sein. Drei Segel aus Vorgängerprojekten sind bereits im Weltraum und zwei davon entfaltet. Derzeit wird das erste große ADEO-L-Segel der Firma HPS beim DLR-Institut für Raumfahrtsysteme in Bremen getestet und für den Weltraumeinsatz qualifiziert. Das Modell wiegt nur wenige Kilogramm, hat ein Packmaß von der Größe eines Schuhkartons und stellt eine Segelfläche von 25 Quadratmetern zur Verfügung. Die Qualifikation umfasste Vibrations- und Thermal-Vakuum-Tests. Vibrationstest simulieren die hohen Kräfte, denen ein Satellit beim Start mit einer Trägerrakete ausgesetzt ist. In der Thermal-Vakuum-Kammer wurde das Segel mehrmals teilentfaltet, um nachzuweisen, dass dies auch unter Weltraumbedingungen, zum Beispiel im Vakuum, bei Kälte im Erdschatten oder großer Hitze bei direkter Sonneneinstrahlung, funktioniert. Bei abschließenden Tests entfaltete sich das Segel einwandfrei.

Zukünftig weniger Schrott im Erdorbit
Raumfahrzeuge sind auf niedrigen Umlaufbahnen der Reibung durch die Restatmosphäre ausgesetzt. Ohne Bahnkorrekturen erfolgt eine langsame Abbremsung auf immer tiefere Bahnen, bis es zum Wiedereintritt kommt. Bremssegel nutzen diesen Effekt, um mit einer größeren Oberfläche eine größere Bremswirkung und damit ein deutlich schnelleres Absinken zu erzeugen. Für die niedrigen Umlaufbahnen bis etwa in 800 Kilometer Höhe können mitgeführte Bremssegel zukünftig eine unkontrollierte Verschmutzung des Weltraums durch neue Schrott- und Kollisionstrümmer verhindern. Darüber hinaus tragen solche Segel dazu bei, die Betriebszeit eines Satelliten zu verlängern. Denn für die Entfaltung und den folgenden passiven Abstieg wird kein Antrieb benötigt. 2024 soll dann auch ADEO-L auf seine erste ESA-Demonstrationsmission in den Weltraum gehen. „Wir freuen uns darauf, auch zukünftig weiter mit HPS zusammenzuarbeiten und das Bremssegel immer weiter zu entwickeln. Bei der heutigen Anzahl der Satelliten ist ein schnelles Entfernen aus der Erdumlaufbahn am Ende der Lebensdauer unerlässlich“, sagt Patric Seefeldt.

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• HPS (High Performance Space Structure Systems GmbH)
• DLR

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Quelle: Industrie- und Handelskammertag e.V. Baden-Württemberg 1. Dezember 2023.

1. Dezember 2023 – Weltraumtechnik kann einen bedeutenden Beitrag zur Ökologie leisten. Baden-Württemberg als THE aerospace LÄND zeigt sich dabei als Vorreiter. Deutlich wurde das bei der Preisverleihung der Green Späce Awards, die jetzt vom Business Incubation Centre der europäischen Weltraumagentur ESA (ESA BIC Baden-Württemberg) vergeben wurden.

Fünf Studententeams und neun ganz unterschiedliche Startups hatten es bei der Green Späce Challenge 2023 in die Endauswahl geschafft. Bei der Preisverleihung der drei Green Späce Awards im Stuttgarter Fernsehturm standen die landestypischen Tugenden “Kehrwoche” und “Sparen” im Mittelpunkt. Dass Weltraumtechnik ein „Game-Changer“ für ganze Branchen sein kann, machte Johannes Schwörer, Vizepräsident der IHK Reutlingen, bei seiner Begrüßung deutlich. „Der Stuttgarter Fernsehturm war der erste Stahlbeton-Fernsehturm der Welt. Diese bauliche Innovation war Wegbereiter für eine weltweite Turmbauwelle. Fernsehtürme sind in ihrer Funktion aber längst durch Kommunikationssatelliten ersetzt worden.“

Die Preisträger
Beim Studentenwettbewerb der Green Späce Challenge konkurrierten fünf Teams. Als Sieger ging CUPID hervor: Bahar Karahan, Leon Habermalz und Paul Haufe vom Studiengang Luft- und Raumfahrttechnik der Universität Stuttgart entwarfen ein innovatives Konzept zur Beseitigung von inaktiven Satelliten aus dem Orbit. Die hohe Fachkompetenz der drei Studierenden überzeugte die Jury. Das sogenannte ‚de-orbiting kit‘ soll bei zukünftigen Missionen zum Standard werden. Für die weitere Umsetzung stehen bereits Partner bereit. Die viel genutzten Erdumlaufbahnen bekommen durch CUPID damit etwas verspätet die längst notwendige schwäbische Kehrwoche.

Um zwei weitere Preise – den Green Späce Investor Award und dem Green Späce Audiance Award – konkurrierten junge Startups. Zehn Investoren und Business Angels kürten das aus ihrer Sicht lukrativste Geschäftsmodell. Den Green Späce Investor Award erhielt das Karlsruher Startup FastCast Ceramics GmbH. Keramik bietet bei extremen Beanspruchungen sehr viele Vorteile gegenüber anderen Werkstoffen. Die Anzahl der Schritte und die Dauer der Herstellung von Keramikbauteilen konnte von dem Team, bestehend aus Moritz Weiß, Wolf Wedel und David Menne, zunächst in der Wissenschaft mit neuen Ansätzen deutlich reduziert und die Leistungsfähigkeit der Keramik entscheidend verbessert werden. Nun machen sich die drei Gründer daran, diese Erkenntnisse in die Herstellungsprozesse der Keramikindustrie zu überführen.

Der Green Späce Audiance Award ging an das Startup InSpacePropulsion Technologies GmbH aus Steinenbronn im Landkreis Böblingen. Ein im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR entwickelter Treibstoff hat deutliche Effizienzvorteile gegenüber den seit den 1960er Jahren eingesetzten herkömmlichen Antriebsstoffen von Raketen. Eine grüne Technologie ist es zudem, da auch der Ausstoß von giftigen und für die Umwelt schädlichen Abgasen vermieden wird. Lukas Werling und Felix Lauck beschreiten mit diesem Geschäftsmodell den Weg von der Wissenschaft in die wirtschaftliche Umsetzung.

Über den Preis
Die Green Späce Awards wurden zum zweiten Mal vergeben. Der erste Green-Späce-Award ging 2021 an Sebastian Klaus von der ATMOS Space Cargo GmbH aus Rheinmünster bei Baden-Baden. Bei der diesjährigen Preisverleihung stellte er das Projekt ‚EVA‘ vor. Gemeinsam mit der Yuri GmbH aus dem oberschwäbischen Meckenbeuren und der bayrisch-schwäbischen Rocket Factory Augsburg RFA realisiert er eine flexible Alternative zur internationalen Raumstation ISS für die Mikrogravitationsforschung und als kleine eigenständige Produktionsstätte im Weltraum. Der Low-Cost-Ansatz passt natürlich wunderbar zum schwäbischen Markenkern „Sparen“. Und: Vergleicht man die beiden Alternativen zur Ermöglichung von Produktion im Weltraum, so ist die Einsparung von Ressourcen bei der Lösung mit EVA im Vergleich zur ISS enorm.

Baden-Württemberg hat sich als „THE aerospace LÄND“ im Bereich Green Späce die Vorreiterrolle zum Ziel gesetzt. Die Möglichkeiten zur Nutzung von Weltraumtechnologien für Umwelt- und Klimaschutz sowie Ressourceneffizienz sind vielfältig. Viele Studententeams und Startups aus Baden-Württemberg sehen darin ihre Chance und gehen diese beherzt an.

ESA BIC in Baden-Württemberg
Das ESA BIC Baden-Württemberg, das Business Incubation Centre der europäischen Weltraumagentur ESA, wurde 2018 gegründet und wird seither von der IHK Reutlingen betrieben. Mit diesem Accelerator Programm werden Gründerinnen und Gründern in ganz Baden-Württemberg gefördert, die zur Verwirklichung ihres Geschäftsmodells Weltraumtechnik einsetzen. Zudem fördert das ESA BIC mit dem Ideenwettbewerb Green Späce Challenge auch Frühphasen-Projekte, die sich noch in der konzeptuellen Phase befinden.

Über 70 in ganz Baden-Württemberg ansässige Startups haben das Programm seither durchlaufen. Den größten Schwerpunkt der inkubierten Startups bildet mit Abstand die ökologische Nachhaltigkeit – der Bereich, der mit Green Späce umschrieben wird – gefolgt vom Bereich Gesundheitswirtschaft. Europaweit gibt es 29 ESA BICs.

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