Panorama

Bessere Warnungen vor Weltraumschrott

04.03.2022 - Start-Up Vyoma will ein europäisches Warnsystem aufbauen.

Mehr als 8500 Tonnen Weltraum­schrott befinden sich momentan in der Umlaufbahn um die Erde. Wegen ihrer hohen Geschwin­digkeit können auch kleine Teilchen bei einer Kollision großen Schaden an den Satelliten anrichten. Das Start-up Vyoma, das mit Hilfe der Technischen Universität München gegründet wurde, will ein eigenes Warnsystem aufbauen, das diese Kolli­sionen verhindern soll.

Seit Beginn des Weltraum­zeitalters 1957 wurden laut der europäischen Weltraum­organisation Esa bereits 6100 Raketen ins All geschossen, diese brachten unter anderem 12.020 Satelliten in die Erdum­laufbahn. Mit der Zeit hat sich dadurch auch eine ungeheure Menge an Schrott im All angesammelt. „Das sind einmal die alten Satelliten selbst, die nicht mehr funktionsfähig sind“, erklärt Christoph Bamann, der an der TUM Luft- und Raumfahrt studierte. „Oder Teile von Raketen, die so groß sein können wie ein Bus.“ Aber auch kleinere Gegenstände fliegen durchs All. So werden etwa Jojo-Gewichte, die sich an Raketen befinden, gezielt weggesprengt, um die Drehung der Rakete zu verlangsamen. Kleinere Schrott­teile entstehen aber auch durch Kollisionen oder Explosionen.

Die Schrottteile gefährden vor allem die funktions­fähigen Satelliten. Denn die Teilchen erreichen Relativ­geschwindigkeiten von zehn Kilometern pro Sekunde. Getroffene Satelliten werden zerstört. Gemeinsam mit Luisa Buinhas und Stefan Frey hat Bamann im August 2020 das Start-up Vyoma gegründet. Ihr Ziel: ein europäisches Warnsystem zu etablieren, um den Betreibern zu helfen, ihre Satelliten aus der Gefahrenzone zu navigieren. „Wir beobachten den Satelliten­schrott und berechnen dann voraus, wohin dieser fliegen wird“, erklärt Stefan Frey. Dazu will das Team eigene Satelliten nutzen, die mit optischen Kameras Bilder der Schrottteile aufnehmen.

„Wir haben dann eine Sequenz von Bildern, die wir mit Informationen von früheren Aufnahmen kombinieren, und so können wir dann die Umlaufbahn der Schrottteile bestimmen.“ Ist die Umlaufbahn bekannt, kann auch die Geschwin­digkeit der Teile bestimmt werden. „Da die Kräfte im erdnahen Weltraum bekannt sind, können wir auch abschätzen, wohin sie fliegen“, so Frey. Zehn Satelliten in einer bestimmten Konfi­guration ermöglichen eine permanente Beobachtung der Objekte im Weltraum. „Wir sehen so neunzig Prozent aller gefähr­licher Objekte mindestens ein bis zweimal pro Tag“, sagt Frey. Diese spezielle Ausrichtung der Satelliten sowie die Software, um aus den Bildern die Flugbahn der Objekte zu errechnen, haben die Gründerin und Gründer selbst entwickelt.

Neu ist die Idee zur Entwicklung eines kommerziellen Warnsystems vor Weltraum­schrott natürlich nicht, erklärt Frey. Doch bisher war es für kleinere Unternehmen nicht finanzierbar. „Die Satelliten werden immer kleiner und die Kosten, einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen sind gesunken“, erklärt Frey. „Deswegen ist es jetzt einfach erschwinglich geworden.“ Zeitgleich mit den Möglichkeiten wächst auch das Problem: Bereits jetzt müssen die Satelliten­betreiber pro Jahr und Satelliten mindestens ein Ausweich­manöver ausführen.

Auch jetzt werden Satelliten­betreiber bereits vor Kollisionen gewarnt. Ein Netzwerk von erdbasierten Radaranlagen und Teleskopen, die von den USA betrieben werden, katalogisieren Objekte mit einem Durchmesser von über zehn Zentimetern. Mit dem Unternehmen Vyoma möchten die Forscherinnen und Forscher ein weltall­basiertes Netzwerk aufbauen, das noch genauer ist und auch kleinere Teilchen erkennen kann. „Europa hat außerdem ein großes Interesse daran, in diesem Bereich eine gewisse Unabhängigkeit zu erlangen“, sagt Frey.

Aktuell arbeiten die Gründer an einer Plattform, die ein Netzwerk von erdbasierten Sensor­stationen in Europa nutzt, um Daten zu erheben. Damit wollen sie Satelliten­betreibern verschiedene Dienst­leistungen anbieten: Einmal können bestimmte Objekte, die dem Satelliten gefährlich werden können, genauer beobachtet werden. Aber auch der Satellit selbst kann, wenn etwa die Kommuni­kation gestört ist, lokalisiert werden. In etwa zwei Jahren will das Unternehmen seine eigenen Satelliten launchen.

TUM / JOL

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