ESA/ESOC Pressebriefing 09 Weltraumschrott Sicherheit

Weltraumschrott & Sicherheit im AllTechnologiezentrum ESOC

Jean-François KaufelerESOC, Darmstadt16/02/2009

Starts des Jahres | Jean-François Kaufeler | ESOC, Darmstadt | 16/02/09 | ESA/ESOC | Seite 2

5. Europäische Konferenz zum Thema Weltraumschrott (‚Space Debris‘)

30.3.-2.4.2009ESOC ist Gastgeber der fünften „European Conference on Space Debris“

Teilnehmer:Rund 300 Fachleute aus 20 Staaten

Ziele:– Analyse des aktuellen Problemumfangs– Risikobewertung– Diskussion verbesserter Methoden zur Messung und Vermeidung von

Weltraumschrott– Ausarbeitung weltweiter Standards

Inter Agency Debris Coordination (IADC)UN COPUOS

Weitere Informationen ab 20.2.09 unter www.esa.int


Weltraumschrott und seine Ursachen

„Raumfahrtrückstände sind alle durch Menschenhand geschaffenen, nicht-funktionsfähigen Objekte oder Teile von ihnen, in Erdumlaufbahnen oder in atmosphärischen Wiedereintrittsbahnen.“ (Definition nach IADC)

Ursachen sog. Raumfahrtrückstände (Stand Jan. 2009):4616 erfolgreiche Satelliten-Starts245 Zerlegungsereignisse im Orbit (Explosionen und Kollisionen)Andere Rückstände, z.B. verursacht durch chem. Reaktionen

Natürliche Verminderung von Raumfahrtrückständen:Wiedereintritte wg. Restatmosphäre oder wg. Anziehungskraftvon Sonne und Mond (~ 2/3 aller katalogisierten Objekte)


Situation im Januar 2009

Zahl der erfassten und katalogisierten Objekte: 13000Masse aller Objekte auf Erdumlaufbahnen: ca. 6300 t

Von den katalogisierten Objekten sind 73% auf erdnahen, 8% auf geostationären, und 19% auf dazwischen liegenden Umlaufbahnen

Die Objekterfassung erfolgt mit Radaranlagen für erdnahe und mit Teleskopen für erdferne Bahnen

Der wichtigste Katalog wird vom US Space Surveillance Network (SSN) erstellt und umfasst Objekte größer als 10 cm in erdnahen (LEO) und größer als 1 m in geostationären Bahnen (GEO)

Durch Chinas ASAT Test (Jan 2007), Anstieg um 2500 Fragmente!


Fragment-Wolke durch FengYun ASAT


Größenverteilung Weltraumschrott

Anzunehmende Verteilungd > 1 cm: 606000 (228000 erdnah)d > 5 cm: 44100 (23500 erdnah)d > 10 cm: 20500 (12000 erdnah)d > 100 cm: 4660 (2400 erdnah)

RisikenKollisionseffekte: d > 1 cm wahrscheinliches Missionsende; d > 10 cm katastrophale, vollständige Satellitenzerlegung


ESOC Expertise

Neben NASA besitzt ESA als weltweit einzige Raumfahrtagentur Expertise auf allen „Space Debris“ betreffenden Gebieten:

ESOC ist das Europäische Expertisezentrum für „Space Debris“ (Weltraumschrott) und bietet folgende Leistungen:

– Kollisionsvermeidung für operationelle Satelliten– Vorhersagen und Risikoabschätzung von Wiedereintritten– Entwicklung von Space Debris Umgebungsmodellen sowie

langfristigen Prognose-Modellen– Unterstützung von Space Debris Vermeidungsmaβnahmen– Durchführung von Space Debris Beobachtungskampagnen

(ESA Teleskop in Teneriffa)


Europas SSA Programm

Europa hat eine Initiative zur Weltraumüberwachung (Space Situational Awareness) angestoßen. Deren Ziel ist die größtmögliche Sicherheit für die europäischen Raumfahrtaktivitäten. ESOC ist daran federführend beteiligt.

Situation heute: US SSN (Space Surveillance Network) ist die einzige Datenquelle für Raumfahrtobjekte

Zielsetzungen Europas: – Eigenständige Fähigkeit zur Weltraum-Überwachung– Gewährleistung der Sicherheit von Raumfahrtaktivitäten– Schutz der Bevölkerung vor Wiedereintritten und Asteroiden-

einschlägen– Überprüfung der Einhaltung internationaler Richtlinien– Verfügbarkeit zeitnaher, präziser und vollständiger SSA Produkte

SSA macht das Raumfahrtrisiko für Europa kontrollierbar!

Zusatzinformationen

Jean-François KaufelerESOC, Darmstadt16/02/2009


Rüsckstände

Andere Rückstände:Zündungen von Feststoffmotoren (Staub und Schlacke)16 RORSAT Reaktorkern-Abstoβungen (Kühlmittelfreisetzung)Oberflächenalterung (Farbpartikel- und Isolationsfolien-Ablösung)Oberflächeneinschläge (durch Raumfahrtrückstände/Meteoroiden)

Der Objekt-Katalog setzt sich zusammen aus:25% Satelliten (nur 7% sind operationell)14% Raketenstufen8% anderen missionsbedingten Objekte53% Fragmente (meist von Explosionen)


Weltraummüllschätzung

d > 1 cm: 606000 (228000 erdnah)detektierbar aber nicht verfolgbar durch Radar

d > 5 cm: 44100 (23500 erdnah)verfolgbar durch das COBRA Dane SSN Radar

d > 10 cm: 20500 (12000 erdnah)verfolgbar durch normale SSN Radars

d > 100 cm: 4660 (2400 erdnah)verfolgbar durch das GRAVES Radar (in LEO) und SSN Teleskope (in GEO)


Risiken durch Raumfahrtrückstände

Derzeitiges Kollisions-Risiko im Orbit:etwa alle 10 Jahre (im Mittel) kollidieren zwei Katalog ObjekteESOC überprüft Satellitenbahnen auf Annäherungen bekannter Objekte;

insgesamt 6 Ausweichmanöver erfolgten für ERS-1, ERS-2 und Envisat; eigene Radarmessungen verbessern die Bahnkenntnis und Risikobewertung Ausweichmanöver werden meist vermieden

Langfristiges Kollisions-Risiko im Orbit:40 katastrophale Kollisionen sind prognostiziert bis zum Jahr 2100

langfristige Kollisions-Kettenreaktion (“Kessler Syndrome”) Space Debris Vermeidungsmaβnahmen sind dringend erforderlich

Debris Vermeidungsrichtlinien: ESA (2008), UN (2007), IADC (2004)Risiko durch Wiedereintritte in die Erdatmosphäre:

Katalog Objekte von d > 1 m treten etwa 2-mal pro Woche einESOC führt Wiedereintrittsvorhersagen durch und koordiniert international

Vorhersagekampagnen für IADC


Weltraumüberwachungssystem SSA

26. Nov. 2008 Programm Deklaration ratifiziert im ESA Rat2009 bis 2011 SSA Programmvorbereitung

Kurzfristiges ZielBegrenzte, vorläufige SSA Dienste bis 2012

Langfristige ZieleVerfügbarkeit einer eigenständigen Fähigkeit zur Weltraum-

Überwachung und –AufklärungVerfügbarkeit zeitnaher, präziser und vollständiger SSA Produkte

mit Nutzer-abhängigen ZugriffsrechtenGewährleistung der Sicherheit von RaumfahrtaktivitätenSchutz der Bevölkerung vor Wiedereintritten und Asteroiden

EinschlägenÜberprüfung der Einhaltung internationaler Richtlinien zur

Friedlichen Nutzung des Weltraums

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