Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Raumschrott im Fokus

22.05.2018

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat sein Observatorium in Zimmerwald um zwei zusätzliche Kuppelbauten erweitert sowie eine Kuppel erneuert. Damit stehen nun sechs vollautomatisierte Teleskope zur Himmelsüberwachung zur Verfügung – insbesondere zur Detektion und Katalogisierung von Raumschrott. Unter dem Namen «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory» erhält die Forschungsstation damit eine noch grössere internationale Bedeutung.

Am Nachmittag des 10. Februars 2009 stiess über Sibirien in einer Höhe von rund 800 Kilometern der aktive Telefoniesatellit Iridium 33 mit dem ausgedienten Kommunikationssatelliten Kosmos 2251 zusammen.


Die beiden neuen Kuppelbauten des Observatoriums Zimmerwald mit 5,3 Metern (links) und 4,5 Metern (rechts) Durchmesser.

Universität Bern / Manu Friederich


Teil des neuen 2x40cm-Zwillingsteleskops, mit dem der Himmel nach Weltraumschrott abgesucht werden kann.

Universität Bern / Manu Friederich

Der Aufprall erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 11 Kilometern pro Sekunde und erzeugte eine Trümmerwolke aus über 2000 Bruchstücken mit einer Grösse von mehr als zehn Zentimetern.

Innerhalb weniger Monate breiteten sich diese Trümmer weiträumig aus und drohen seither mit weiteren aktiven Satelliten zusammenzustossen.

«Dieses Ereignis war ein ultimativer Weckruf für alle Satellitenbetreiber, aber auch für die Politik», sagt Thomas Schildknecht, Direktor des Observatoriums Zimmerwald. Die Problematik von sogenanntem Weltraumschrott (engl. «space debris») – ausgediente künstliche Objekte im Weltraum – erhielt eine neue Dimension.

Mit der Problematik befassen sich Experten und Weltraumagenturen bereits seit bald 50 Jahren. Forschungen an der Universität Bern liefern die wissenschaftlichen und empirischen Grundlagen für Modelle und Massnahmen, um die Anzahl der Objekte zu stabilisieren, damit auch in Zukunft eine sichere und nachhaltige Nutzung des Weltraums möglich ist.

Erkenntnisse durch hochkomplexe Messungen

Um die aktuelle Population von Weltraumschrott besser zu verstehen, sind aufwändige Beobachtungen mit bodengestützten Radaranlagen und optischen Teleskopen nötig. Mit solchen Messungen können grössere Objekte regelmässig verfolgt und ihre Bahnen bestimmt werden. Heute sind die Bahnen von etwa 20‘000 Objekten in Höhen von 300 bis 40‘000 Kilometern bekannt.

Für Teile kleiner als etwa zehn Zentimeter sind nur statistische Angaben möglich. Die Messungen weisen auf eine Gesamtzahl von etwa 700‘000 Raumschrottobjekten der Grösse von einem Zentimeter bis zehn Zentimetern hin. «Die Teilchen mögen klein sein, sind aber keineswegs ungefährlich: Bei einer Kollision mit einem Teilchen von einem Zentimeter Durchmesser wird beispielsweise die Energie einer explodierenden Handgranate freigesetzt», sagt Schildknecht.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Astronomischen Instituts der Universität Bern (AIUB) suchen mit Teleskopen am Observatorium in Zimmerwald bei Bern, genannt «Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory», sowie mit einem Teleskop der Europäischen Raumagentur ESA im spanischen Teneriffa nach solchen kleinen Raumschrottteilen, die sich in hohen Erdumlaufbahnen befinden.

Zusätzlich zu den Bahnregionen der Navigationssatelliten (in etwa 20‘000 km Höhe) wird die Region des «geostationären Rings», der sich auf 36‘000 Kilometer Höhe befindet, genauer untersucht. In dieser Region scheinen die Satelliten bezüglich der Erde still zu stehen und können daher immer den gleichen Ausschnitt der Erdoberfläche (Wettersatelliten) beobachten oder in die gleiche Region Signale ausstrahlen (Kommunikationssatelliten). Der geostationäre Raum wird sehr stark genutzt und ist jetzt schon dicht besetzt, was das Kollisionsrisiko zunehmend erhöht. Der Platz ist daher beschränkt, was zu Spannungen zwischen Satellitenbetreibern oder sogar Staaten führen kann.

Verschmutzung des erdnahen Raums nimmt zu

In den letzten 20 Jahren entdeckten die Forschenden am AIUB mit Hilfe dieser Messungen unzählige Schrottteilchen, darunter eine neue, unerwartete Population sehr leichter Objekte. Genauere Untersuchungen dieser Einzelobjekte lassen darauf schliessen, dass es sich um Bruchstücke von Folien handelt, die zur thermischen Isolation von Satelliten verwendet werden. Diese Resultate leisten einen wesentlichen Beitrag zu den Modellen, welche die heutige Raumschrottpopulation beschreiben und die als Ausgangspunkt zur Berechnung von Zukunftsszenarien dienen. Die Modelle deuten alle auf eine starke Zunahme der Raumschrottpopulation in den nächsten Jahrzehnten hin.

Um diese Zunahme zu begrenzen, werden zahlreiche Massnahmen notwendig sein – wie etwa das Vermeiden von Kollisionen (etwa durch Ausweichmanöver), das Entfernen der Objekte aus den kritischen Regionen am Ende ihrer Mission (beispielsweise durch Verglühenlassen in der Erdatmosphäre) und möglicherweise das aktive Beseitigen alter, ausgedienter Satelliten und Raketen-Oberstufen mit Hilfe eines «Räumroboters».

Die neuen Teleskope am Observatorium Zimmerwald

Die beiden kürzlich erstellten Kuppelbauten sowie der Ausbau der bestehenden Sechs-Meter-Kuppel ermöglichten es, drei neue Teleskope modernster Generation zur Erforschung und Überwachung der Weltraumschrottpopulation zu installieren. Eines dieser Instrumente mit zwei 40cm-Weitfeldteleskopen wird es erlauben, Schrottobjekte im geostationären Ring permanent zu beobachten, um ihre Bahnen in einem Katalog zu überwachen.

Das neue 80cm-Teleskop erfüllt die Voraussetzungen, um kleine Bruchstücke zu finden und mittels spektroskopischer Messungen ihre Beschaffenheit und damit ihren Ursprung zu ermitteln. In einer der zwei neuen Kuppeln wird in Zusammenarbeit mit der Deutschen Luft- und Raumfahrtagentur DLR ein Teleskop aufgebaut und getestet. Dieses Instrument soll im Hebst 2018 nach Australien gebracht werden, um zusammen mit einem schon bestehenden AIUB-DLR-Teleskop in Südafrika ein weltweites optisches Netzwerk zu etablieren.

Weitere Informationen:

https://tinyurl.com/SternwarteZimmerwald
https://tinyurl.com/TagderoffenenTuerZimmerwald

Nathalie Matter | Universität Bern
Weitere Informationen:
http://www.unibe.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt
21.06.2018 | Max-Planck-Institut für Radioastronomie

nachricht Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern
20.06.2018 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

Selbstlernende Steuerung für Handprothesen entwickelt. Neues Verfahren lässt Patienten natürlichere Bewegungen gleichzeitig in zwei Achsen durchführen. Forscher der Universitätsmedizin Göttingen (UMG) veröffentlichen Studie im Wissenschaftsmagazin „Science Robotics“ vom 20. Juni 2018.

Motorisierte Handprothesen sind mittlerweile Stand der Technik bei der Versorgung von Amputationen an der oberen Extremität. Bislang erlauben sie allerdings...

Im Focus: Temperaturgesteuerte Faser-Lichtquelle mit flüssigem Kern

Die moderne medizinische Bildgebung und neue spektroskopische Verfahren benötigen faserbasierte Lichtquellen, die breitbandiges Laserlicht im nahen und mittleren Infrarotbereich erzeugen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) zeigen in einer aktuellen Veröffentlichung im renommierten Fachblatt Optica, dass sie die optischen Eigenschaften flüssigkeitsgefüllter Fasern und damit die Bandbreite des Laserlichts gezielt über die Umgebungstemperatur steuern können.

Das Besondere an den untersuchten Fasern ist ihr Kern. Er ist mit Kohlenstoffdisulfid gefüllt - einer flüssigen chemischen Verbindung mit hoher optischer...

Im Focus: Temperature-controlled fiber-optic light source with liquid core

In a recent publication in the renowned journal Optica, scientists of Leibniz-Institute of Photonic Technology (Leibniz IPHT) in Jena showed that they can accurately control the optical properties of liquid-core fiber lasers and therefore their spectral band width by temperature and pressure tuning.

Already last year, the researchers provided experimental proof of a new dynamic of hybrid solitons– temporally and spectrally stationary light waves resulting...

Im Focus: Revolution der Rohre

Forscher*innen des Instituts für Sensor- und Aktortechnik (ISAT) der Hochschule Coburg lassen Rohrleitungen, Schläuchen oder Behältern in Zukunft regelrecht Ohren wachsen. Sie entwickelten ein innovatives akustisches Messverfahren, um Ablagerungen in Rohren frühzeitig zu erkennen.

Rückstände in Abflussleitungen führen meist zu unerfreulichen Folgen. Ein besonderes Gefährdungspotential birgt der Biofilm – eine Schleimschicht, in der...

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leben im Plastikzeitalter: Wie ist ein nachhaltiger Umgang mit Plastik möglich?

21.06.2018 | Veranstaltungen

Kongress BIO-raffiniert X – Neue Wege in der Nutzung biogener Rohstoffe?

21.06.2018 | Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen im August 2018

20.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der “Stein von Rosetta” für aktive Galaxienkerne entschlüsselt

21.06.2018 | Physik Astronomie

Schneller und sicherer Fliegen

21.06.2018 | Informationstechnologie

Innovative Handprothesensteuerung besteht Alltagstest

21.06.2018 | Innovative Produkte

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics