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LASER
Weltraumschrott auch am Tag im Visier
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
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4. August 2020

Die Hinterlassenschaften der Raumfahrt bedrohen aktive Satelliten im Erdorbit. Um die Gefahr zu reduzieren, müssen die Bahnen der Partikel dieses sogenannten Weltraumschrotts möglichst genau bekannt sein. Einem Team der Laserstation Graz Lustbühel ist dazu nun ein wichtiger Schritt gelungen: Sie konnten den Abstand zu Weltraumschrott am helllichten Tag messen.

Weltraumschrott

Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn. Bild: ESA (CC BY-SA 3.0 IGO) [Großansicht]

Die von der europäischen Weltraumagentur ESA veröffentlichten Zahlen zum Thema Weltraumschrott sprechen eine deutliche Sprache: Ungefähr 2000 aktive und 3000 inaktive Satelliten in einer Umlaufbahn um unseren Planeten treffen auf ca. eine Million Objekte mit einer Größe von mehr als einem Zentimeter. Von lediglich einem kleinen Bruchteil (etwa 20.000 Objekten größer als etwa 10 Zentimeter) kann mittels Radar regelmäßig die Umlaufbahn mit einer Genauigkeit von einigen hundert Metern berechnet und vorhergesagt werden. Bei einer Geschwindigkeit von bis zu sieben Kilometer pro Sekunde stellen diese Objekte jedoch eine große Gefahr für aktive Satelliten dar.

Um das Risiko von Kollisionen zu minimieren und zukünftige Missionen zur Beseitigung von Weltraumschrott planen zu können, ist die Kenntnis eines genauen Orbits jedoch essentiell. Hierfür bieten laserbasierte Entfernungsmessungen zu Weltraumschott (das sogenannte "space debris laser ranging") die ideale Basis. "Sie erreichen Messgenauigkeiten von bis zu einem Meter. Diffus reflektiertes Laserlicht von Weltraumschrott wird mit Einzel-Photonen-Detektoren empfangen und aus der Laufzeit des Lichts kann die Entfernung berechnet werden", erläutert Dr. Michael Steindorfer vom Instituts für Weltraumforschung der Österreichische Akademie der Wissenschaften in Graz die Messmethode.

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Da die Umlaufbahn von Weltraumschrott derzeit nicht genauer vorhergesagt werden kann, muss er mit einem Zusatzteleskop sichtbar gemacht werden. Durch die Kenntnis der Position des Objektes muss dann nur mehr ein kleinerer Bereich am Himmel abgesucht werden. Da die Objekte – bei ausreichender Dunkelheit auf der Erde – von der Sonne beleuchtet sein müssen und sich nicht im Erdschatten befinden dürfen, waren Abstandsmessungen zu Weltraumschrott bisher nur wenige Stunden nach Sonnenuntergang bzw. vor Sonnenaufgang möglich.

Forschenden der Laserstation Graz Lustbühel ist es nun gelungen, Weltraumschrott auch bei Tag optisch beobachtbar zu machen. Dadurch konnten ungenaue Vorhersagen während der Messung korrigiert und erste Entfernungsmessungen bei Tag erfolgreich durchgeführt werden. "Für eine gezielte Verbesserung der Vorhersagen von Weltraumschrott werden in erster Linie zwei Dinge benötigt: Ein weltweites Netzwerk von mehreren Stationen, die in der Lage sind Weltraumschrott zu beobachten und eine höhere Effizienz und damit Anzahl der Beobachtungen", so Steindorfer. Hierbei ist den Grazer Forschern nun ein erster wichtiger Schritt gelungen.

Über ihre Ergebnisse berichtet das Team in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Communications erschienen ist.
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siehe auch
Neues Observatorium: Objekte in erdnahen Umlaufbahnen im Blick - 26. Mai 2020
Weltraumschrott: Deorbiting-Systeme im Visier - 22. Januar 2019
Weltraumschrott: Erfolgreiches Experiment mit Laserstrahl - 8. Mai 2012
Weltraumschrott: Raketenteile erstmals mit Laser angepeilt - 7. Februar 2012
Links im WWW
Fachartikel in Nature Communications
Institut für Weltraumforschung der ÖAW
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