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RAUMFAHRT
Neues Teleskop beobachtet Weltraummüll
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Bern
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24. April 2017

Astronomen des Astronomischen Instituts Bern freuen sich über das First Light, also die ersten Beobachtungen, mit einen neuen Teleskop in Südafrika. Die Bilder zeigen allerdings nicht ferne Sterne, Nebel und Galaxien, sondern den Weltraummüll im geostationären Orbit. Das Teleskop ist Teil des SMARTnet-Netzwerks, mit dem Trümmerteile der Raumfahrt überwacht werden.

SMART-01

SMART-01, Teleskopstation in Sutherland zur Überwachung des geostationären Orbits. Aus dem Container wird die Station überwacht und gesteuert. Bild: H. Fiedler [Großansicht]

Das Astronomische Institut der Universität Bern (AIUB) hat zusammen mit dem Deutschen Satelliten-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen (GSOC) die erste Teleskopstation in Südafrika in Betrieb genommen. Die Station dient zur permanenten Überwachung des geostationären Orbits und ist Teil des SMARTnet-Netzwerkes (Small Aperture Robotic Telescope Networks). Ihre Sensoren liefern wichtige Informationen für die Erforschung von Weltraumschrott und um Kollisionen im täglichen Satellitenbetrieb zu verhindern.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Astronomischen Instituts der Universität Bern suchen mit Teleskopen an der Station "Swiss Optical Ground Station and Geodynamics Observatory" in Zimmerwald bei Bern sowie mit einem Teleskop der Europäischen Weltraumorganisation ESA im spanischen Teneriffa seit über 20 Jahren nach kleinen Raumschrottteilen in hohen Erdumlaufbahnen. Das Deutsche Satelliten-Kontrollzentrum in Oberpfaffenhofen (GSOC) wiederum betreibt seit über 40 Jahren erfolgreich Satelliten, erdnah und geostationär.

Bei einer Kollision zwischen Weltraumschrott und einem Satelliten könnte dieser beschädigt oder sogar zerstört werden. Die entstehenden Fragmente können auch alle anderen Satelliten gefährden. Um das zu verhindern, müssen die Bahnen jedes Schrotteilchens möglichst genau vermessen und dem Satellitenbetreiber bekannt sein. Im Fall einer möglichen Kollision führt das Kontrollzentrum ein Ausweichmanöver durch und bewegt den Satelliten auf eine andere Bahn.

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Die Hauptaufgabe des Small Aperture Robotic Telescope Networks, SMARTnet, ist, Daten zu sammeln, die sowohl die Erforschung der Raumschrottpopulation als auch einen sicheren Betrieb von Satelliten ermöglichen. Die beiden ersten Stationen befinden sich in Zimmerwald in der Schweiz und nun in der Nähe von Sutherland in Südafrika. Mit diesen beiden Stationen werden Objekte mit einer Größe von mehr als 30 Zentimeter im geostationären Orbit beobachtet, detektiert und verfolgt. Aus den gewonnenen Daten werden Bahndaten berechnet, die eine Vorhersage der Bahnen für knapp eine Woche erlauben.

Die SMARTnet-Daten dienen jedoch nicht nur der Kollisionsvermeidung. Vielmehr sollen die Daten wichtige Erkenntnisse über die physikalischen Hintergründe im geostationären Orbit liefern. Der Forschungscharakter der Aufgaben ist vielschichtig: Helligkeitsschwankungen, Bahnänderungen oder spektrale Beobachtungen liefern Hinweise auf die Physik der Umgebung. Mit Hilfe der Messdaten soll eine bessere Beschreibung der physikalischen Verhältnisse gelingen, um zukünftig Bahnen besser vorherzusagen und die dort herrschenden Verhältnisse besser zu charakterisieren.

In Südafrika herrschen hervorragende Beobachtungsbedingungen, die an fast 300 Nächten im Jahr den Blick in den Weltraum erlauben. Die neue SMARTnet-Station wurde mit Unterstützung der südafrikanischen Raumfahrtagentur SANSA auf dem Observationsgelände in Sutherland aufgebaut. Betrieben wird die Teleskopstation vollautomatisch von der Schweiz und Deutschland aus, mit einer Vorprozessierung der Bilder vor Ort. Die Infrastruktur dazu stellt das South African Astronomical Observatory.  Am 3. April 2017 erstellte die Station das erste offizielle Bild vom geostationären Orbit – das "First Light".

Das spezielle Teleskopsystem dazu wurde in den letzten vier Jahren von Berner Forschern zusammen mit Experten des GSOC zusammengestellt: Das System besteht im Wesentlichen aus einem 20-Zentimeter-Teleskop und einem 50-Zentimeter-Teleskop, zwei Kameras, mehreren Computern sowie Software, um das System zu betreiben und die gewonnenen Daten auszuwerten. Die Auswertungssoftware wurde in Bern entwickelt und ist bereits seit mehreren Jahren erfolgreich im Einsatz.

Die Stationen in der Schweiz und Südafrika sind erst der Anfang. Um das Sichtfeld zu vervollständigen und alle Objekte im geostationären Orbit beobachten zu können, soll das Netzwerk von SMARTnet erweitert werden. Zwei neue Stationen in Australien und Südamerika sind bereits geplant. Da die Daten mit der Anzahl der Stationen besser werden, sind weitere Kooperationen mit internationalen Teleskopbetreibern geplant. Alle Partner können dann gemeinsam auf sämtliche im Netzwerk gewonnenen Daten zugreifen.

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siehe auch
Raumfahrt: Konzepte gegen Weltraummüll - 19. April 2017
GESTRA: Überwachungssystem für Weltraummüll - 17. August 2015
Weltraummüll: Unser Weltraum muss sauberer werden - 25. April 2013
Weltraumschrott: Erfolgreiches Experiment mit Laserstrahl - 8. Mai 2012
Weltraumschrott: Raketenteile erstmals mit Laser angepeilt - 7. Februar 2012
ESA: Weltraummüll im Visier - 6. April 2011
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