Space debris removal
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Was genau ist Weltraummüll?
Feste Abfälle aus dem Weltraum werden als Weltraummüll bezeichnet. Die zweite und dritte Stufe von Trägerraketen (die erste fällt in der Regel in den Pazifischen Ozean), Oberstufen und Satellitenfragmente nach Explosionen oder Unfällen, wie z. B. Hüllenfragmente, tragen alle zum Erscheinungsbild des Weltraummülls bei.
Nach Angaben von Wissenschaftlern gibt es im Universum etwa 128 Millionen Stück Weltraumschrott, die größer als 1 mm sind, und 34.000 Teilchen, die größer als 10 cm sind. Die Zählung von Partikeln, die kleiner als 1 mm sind, ist äußerst schwierig, wobei einige Experten von Billionen von ihnen ausgehen. Ungefähr 3.000 Raumfahrzeuge wurden durch Trümmer überflüssig und sind selbst zu Weltraummüll geworden.
Da die Geschwindigkeit der Teilchen bis zu 14 km/s betragen kann, können die Astronomen nur große Brocken verfolgen (je nach Umlaufbahn). Russland und die Vereinigten Staaten beobachten derzeit 23.000 Weltraumobjekte, die größer als 10 cm sind, von denen 17.000 katalogisiert sind. Weltraummüll macht 95 % der Datenbank der Weltraumobjekte aus.
Bedrohungen und Herausforderungen
Drei Kriterien bestimmen den Grad der Gefährdung durch Weltraummüll.
-wie lange sich der Weltraummüll schon in der Umlaufbahn befindet;
-wie schnell er sich bewegt;
-wie schwierig es ist, den Weltraumschrott zu entsorgen
Das größte Problem bei der Weltraumtrümmer-Katastrophe ist der Ausfall einsatzfähiger Satelliten, wenn sie mit Weltraumschrott in Berührung kommen. Selbst Partikel, die kleiner als 1 cm sind, stellen aufgrund ihrer hohen Geschwindigkeit eine Bedrohung dar und können die Meteoritenabschirmung von Stationen in der Umlaufbahn passieren. Jedes Raumschiff oder jede Station, die mit einem Objekt von mehr als 10 cm zusammenstößt, wird mit Sicherheit zerstört.
Ein Weltraummüllteilchen von der Größe eines Hundertstel Millimeters schlug im Mai 2016 in die Internationale Raumstation (ISS) ein und hinterließ einen Span von 7 mm Durchmesser. Die ISS muss ihre Umlaufbahn regelmäßig korrigieren, um größere Katastrophen zu vermeiden.
Kleine Trümmer haben zwar keine katastrophalen Folgen, stellen aber aufgrund ihres großen Volumens, ihrer unvorhersehbaren Verteilung im Weltraum, ihrer enormen Geschwindigkeit und der schieren Unvorhersehbarkeit ihrer Einschläge eine Gefahr dar.
Aufgrund ihrer geringen Größe und hohen Geschwindigkeit sind fast alle potenziell schädlichen Objekte heute unkontrollierbar.
Was ist das Kessler-Syndrom, und was hat es damit auf sich?
Wissenschaftlern zufolge werden wir irgendwann nicht mehr in der Lage sein, neue Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen, weil sie vollständig von Weltraummüll verschluckt werden. Dies könnte eine Folge des so genannten Kessler-Syndroms sein:
Ein sich schnell ausbreitendes Volumen an Weltraummüll erzeugt mehr Trümmer, die wiederum in einer Kettenreaktion mehr Müll produzieren.
Der Kaskadeneffekt hat die gleichen allgemeinen Eigenschaften wie eine nukleare Kettenreaktion. Infolgedessen werden die Umlaufbahnen besetzt sein, und die Menschen werden aufgrund unkontrollierbarer Kollisionen keine Flugzeuge mehr starten können.
In jeder Umlaufbahn steigt die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen in etwa proportional zur dritten Potenz der Anzahl der Raumobjekte. Einigen Experten zufolge hat der Kaskadeneffekt in bestimmten Orbitalbereichen und bei bestimmten Arten von Weltraumschrott (in 900-1000 km und 1500 km Höhe) bereits eingesetzt.
Am 10. Februar 2009 kollidierten zwei Satelliten, der amerikanische Iridium-33 und der russische Kosmos-2251, in einer Höhe von 790 km über dem Meeresspiegel. Infolgedessen zerfiel das Raumschiff in 600 große Fragmente und Tausende kleinerer Teile.
Dank funktionierender Ortungssysteme sind Kollisionen von Arbeitsflugzeugen mit Weltraumschrott in der Umlaufbahn bisher jedoch äußerst selten. Ein weiteres Problem sind die Explosionen veralteter Satelliten, die Treibstoff und verbrauchte Batterien an Bord haben. Diese können unter bestimmten Bedingungen größere Schäden an in Betrieb befindlichen Satelliten anrichten als typische Unfälle.