Konzepte gegen Weltraumschrott

Im GEO-Friedhofsorbit hat man zumindest den Vorteil, dass sich alle Satelliten in derselben Richtung und mit beinahe derselben Geschwindigkeit bewegen. Da sollten die Auswirkungen einer Kollision auf die Bahn der Trümmer (so sie überhaupt entstehen) eher gering sein.

Auf was wetterst du eigentlich gerade herum, -eumel-? Das Problem ist doch erkannt, und bei modernen Satelliten achtet man auch darauf, was man mit ihnen am Ende ihrer Lebensdauer tut. Für den Schrott oder auch die Altsatelliten gibt es aber leider keine praktikable Lösung, abgesehen von einer möglichst genauen Vermessung der vorhandenen Objekte. Dazu müsste eigentlich eine Risikobewertung gehören, und dazu gehören dann auch entsprechende Wahrscheinlichkeitsberechnungen.

Wie muss man sich die Anordnung der Satelliten im GEO oder in den Friedhofsorbits eigentlich vorstellen? Bewegen sie sich alle in einem engen Schlauch, oder ist die Verteilung quer zur Flugrichtung doch ausgedehnter? Wenn man idealerweise von einer eindimensionalen Bahn ausgeht, sind es immer noch ca. 260.000 km, und das ist eine Menge Platz. Außerdem gibt es sicherlich mehrere Friedshofsorbits in verschiedenen Flughöhen, und bei einigen dutzend Kilometern Abstand sollte es doch auch keine Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Orbits geben.

Hallo Ruhri,

international arbeitet man zurzeit (bei ISO) an Standards, die aus meiner Sicht in Richtung "traffic management" gehen bzw. die Grundlagen dafür schaffen. Man möchte weiter vereinheitlichen, wie man Orbits bestimmt, welche Modelle man nutzt, wie und welche man Daten austauscht. Aber die (technischen) Standards sind das eine, die juristische Seite solcher Konzepte ist die andere. Und an dem Ende ist es aus meiner Sicht noch unsicher und am langsamsten, wie man die Realität da oben gestalten wird.

Zum Friedhofsorbit:
Die Satelliten bleiben nicht in diesem engen Schlauch. Die unsymmetrische Gravitation der Erde stört sie und zerrt an ihnen, sie sind  ja ohne Kontrolle. Das führt einmal dazu, dass sie entlang des Orbits vor oder zurück driften. Da gibt es mehrere Senken im GEO in die sie hinein und hindurch laufen, sobald sie kein Station-Keeping mehr machen. In diesen Senken wird es also "enger". Zum anderen beginnen die Satelliten eine Inklination aufzubauen. Sie beginnen nach Norden und Süden zu pendeln und beschreiben dann quasi eine 8 um ihre nominale Position.
Also stabil bleibt die Konstellation im Friedhofsorbit nicht. Sie driften, wenn auch langsam und allgemein mit geringeren Relativgeschwindigkeiten.

Auf was wetterst du eigentlich gerade herum, -eumel-?
Das Problem ist doch erkannt, und bei modernen Satelliten achtet man auch darauf, was man mit ihnen am Ende ihrer Lebensdauer tut.

Eben nicht!
Im GSO hat man kein Problem erkannt und man will auch kein Problem erkennen.
Im GSO sind hauptsächlich kommerzielle Satelliten im Einsatz, die Geld verdienen sollen.
Wie achtet man darauf, "was man mit ihnen am Ende ihrer Lebensdauer tut"?
Man schiebt sie etwas höher in den Friedhofsorbit.
Aber nicht, um Weltraumschrott zu vermeiden, sondern damit sie den weiteren Betrieb der neuen Satelliten vorerst nicht stören.
Dadurch werden es immer mehr.

Die Chefs haben Gewinnoptimierung angeordnet:
Ausgaben sind zu reduzieren und Gewinne zu erhöhen.
Treibstoffe sind für Satelliten sehr wichtig, denn sie müssen ihre Position und Lage stabilisieren.
Wenn der Treibstoff alle ist, wird der Satellit wertlos: Schrott.
Mit ein paar Kilo Treibstoff, kann man die Betriebszeit verlängern und weitere Gewinne einfahren.
Außerdem spart das Geld, weil man den Ersatz-Satelliten erst später braucht.
Wofür würdet Ihr den wertvollen Treibstoff einsetzen? Um den Satelliten zu entsorgen?
Dabei nicht vergessen, Euer Auftrag vom Chef war, die Resourcen so gewinnbringend wie möglich einzusetzen!

Um einen Satelliten richtig zu entsorgen, müsste man einen kontrollierten Wiedereintritt über unbewohntem Gebiet einleiten.
Für einen Satelliten aus dem geostationären Orbit braucht man dafür aber nicht nur ein paar Kilo Treibstoff, sondern eine ausgewachsene Oberstufe, die mit dem dazugehörigen Treibstoffen vielleicht genauso groß und schwer ist, wie der Satellit selbst.
Das würde die Startkosten nur zum Zweck der Entsorgung enorm erhöhen, vielleicht verdoppeln.
Warum sollten die Betreiber das tun, wo sie doch gerade dabei sind, alles, was nicht genügend Gewinn bringt, abzuschaffen?
Ich würde stattdessen Ruhri einstellen, ihm ein fürstliches Gehalt zahlen und ihn eine Wahrscheinlichkeitsrechnung mit ganz vielen Nullen erstellen lassen.
Mit diesem Attest in der Hand würde ich der Presse verkünden, dass überhaupt kein Problem besteht. Null!

Fazit: Die Sauberhaltung des Orbits muss durch Gesetze erzwungen werden, damit auch zukünftige Generationen den Orbit nutzen können und die potenzielle Gefährdung durch unkontrolliert abstützenden Weltraumschrott reduziert wird.
Wenn die Juristen wissen, dass sie langsam sind, sollten sie jetzt anfangen, bevor Probleme entstehen, die wir nicht mehr lösen können!

Das sind halt Forderungen der Art: Und im nächsten Jahr kauft sich jeder ein Elektroauto! Da würde auch keiner mitmachen. Da würde jeder auf die Barrikaden gehen. Veränderungen dauern, das ist gut und schlecht zugleich.
Die berechtigte Frage ist immer: Was sind Kosten und Nutzen (Risiken und Chancen) plötzlicher/harter Systembrüche. Und bei der Antwort zählt eben nicht nur die eine Seite, sondern eben auch die Stimmer derer, die zahlen müssen.

Für einen Satelliten aus dem geostationären Orbit braucht man dafür aber nicht nur ein paar Kilo Treibstoff, sondern eine ausgewachsene Oberstufe,

Wäre es nicht einfacher Satelliten im GEO richtung Mond zu entsorgen, indem man bei neuen einfach zusätzlich ein kleines Elektrisches Triebwerk wie bei Smart verwendet? Auch wenn das ein paar Jahre dauert. Vorrausgesetzt natürlich das diese Komponenten nach der primären Einsatzdauer noch funktionieren.

Das ist durchaus eine interessante Frage! Wäre es aber nicht energetisch günstiger, mit diesen Ionetriebwerken den Wiedereintritt einzuleiten?

Immerhin habe ich jetzt das Problem verstanden, das -eumel- plagt. Hast du denn aber auch eine praktikable Idee für deren Lösung? Deine Methode scheint mir ja bislang darin zu bestehen, welweit schärfere Gesetze zu erlassen und das Problem den Betreibern der Satelliten zu überlassen. Eine Frage an die Experten wie Schillrich: Gibt es Schätzungen darüber ab wann es in den Friedhofsorbits eng und damit gefährlich werden könnte? Oder ab wann Missionen gefährdet werden könnten? Die Hauptbesorgnis liegt schließlich zurzeit in erster Linie bei den niedrigeren, wo sich auch auch dauerhaft Menschen befinden.

Ein Mondaufschlag dürfte energetisch wirklich günstiger sein als ein Erdaufschlag... und sicherer sowieso, da man keine Menschen treffen kann (zumindest auf absehbare Zeit )

Das Delta V, das bei einem Perigäum von 36000km aufgebracht werden muss um das Apogäum auf Mondentfernung zu bringen ist deutlich niedriger als das nötige Delta-V für die Absenkung der Bahn.

Hast du denn aber auch eine praktikable Idee für deren Lösung? Deine Methode scheint mir ja bislang darin zu bestehen, welweit schärfere Gesetze zu erlassen und das Problem den Betreibern der Satelliten zu überlassen.

Was heißt hier überlassen?
Der Verursacher ist verantwortlich.
Warum sollte das im Weltraum anders sein?

Gibt es Schätzungen darüber ab wann es in den Friedhofsorbits eng und damit gefährlich werden könnte? Oder ab wann Missionen gefährdet werden könnten?

Nun, ich bin zwar kein Experte, aber eine Schätzung kann ich ja trotzdem wagen:
Zur Zeit überhaupt keine Gefahr!
Probleme mit dem Friedhofsorbit  wird es frühestens in einigen hundert Jahren geben.
Also nicht unser Problem!
Laßt uns den Orbit voll knallen, bis die Sonnenstrahlen nicht mehr die Oberfläche erreichen, dann gibt´s auch keine globale Erwärmung!

Bei der Debatte kam mir noch eine grandiose Idee:
Ich werde meinen Müll jetzt einfach auf die Straße schmeißen.
Da gehe ich sowieso entlang und brauche ihn nur fallen lassen.
Es ist extrem unwirtschaftlich, den Müll zur Mülltonne zu bringen:
Das koste Zeit, Anstrengung, Schuhsohle und vor allem Geld.
Habt Ihr mal in die Betriebskosten geschaut, wieviel Ihr für die Entleerung der Mülltonnen zahlt?
Wahnsinn! Geld für Müll! Unglaublich!

Im Gegensatz dazu:
Mein bisschen Müll fällt auf der riesigen Straße gar nicht auf.
Laut Wahrscheinlichkeitsberechnungen wird die Straße dadurch niemals unpassierbar.
Der Wind wird den Müll verteilen, Ratten, Insekten und Mikroorganismen, sowie die UV Strahlung der Sonne werden ihn zersetzen.
Die Autos könnten ihn platt, oder einfach drum herum fahren.
Fußgänger könnten einfach darüber klettern.
Man könnte geländegängige Fahrzeuge einsetzen.
Ab und zu könnte ja mal das THW mit dem Schneepflug durchfahren...
Also alles kein Problem, Haupsache ich kann sparen!

Aber der Vergleich hinkt:
Wenn sich trotz Wahrscheinlichkeitsberechnungen und Schätzungen doch Probleme ergeben sollten:
Die Straße kann man wieder räumen und sauber machen - den Orbit nicht.

Ein Mondaufschlag dürfte energetisch wirklich günstiger sein als ein Erdaufschlag

Vor allem wäre es bei GEO Satelliten sicherer und ungefährlicher, da man sie einfach weiter nach außen wandern läßt,
sollte dabei was schief gehen ist das kein Problem.
Wenn man die Richtung Erde entsorgt dann muß man durch sämtliche anderen Bahnen durch, wenn dann was schief geht
hat man den Schrott möglicherweise dort wo man ihn erst recht nicht haben will. Hinzu kommt noch das ein elektrisches Triebwerk zu schwach ist um damit einen speziellen Punkt für den Wiedereintritt zu treffen, also benötigt man zusätzlich noch Deorbit Triebwerke auf Chemischer Basis um einen kontrollierten Absturz einzuleiten.

Ich finde den Gedanken an eine verbindliche Gesetzgebung zur Entsorgung bei der Platzierung neuer Satelliten sinnvoll. Freiwillige Verantwortung hat die Tendenz sich gegen Gewinngutschreibung nicht flächendeckend durchzusetzen in der Wirtschaft.
An dieser Stelle einige Fragen, die sich mir daraus ergeben haben:

Die Vereinten Nationen erkennen 193 Staaten an, 192 sind Mitglied... davon startet nur ein kleiner Teil Satelliten, aber im Grunde genommen ist der Orbit eine globale Angelegenheit, wie die Erde selbst. Wie bringt man da einen Gesetzesentwurf auf den Weg? Welche Institution könnte das?
(Wenn man so unmittelbar die Oberfläche unseres Planeten betreffende Lustigkeiten wie das Kyoto Abkommen als Vorbild für solche Bestrebungen annimmt, dann sieht man die Schwierigkeiten und Frustrationen.)

Momentan gehen die Länder unilateral vor. Frankreich hat sich ein Weltraumgesetz gegeben. In Deutschland ist das auch am Horizont zu sehen.

Gibt es in den USA auch so eine Art Selbstverpflichtung?
Zumindest wird bei den Delta-Raketen die Oberstufe kontrolliert aus dem LEO zurück geführt.
Das heißt, nachdem Aussetzen eines LEO-Satelliten, wird das Triebwerk zum Abbremsen in einen kontrollierten Wiedereintritt nochmals gezündet. Dafür wird auch Treibstoff eingeplant.
Vorbildlich.

Was heißt hier überlassen?
Der Verursacher ist verantwortlich.
Warum sollte das im Weltraum anders sein?

Nun ja, streng genommen wird niemand dadurch gefährdet. Wenn es Probleme geben sollte, leiden die Betreiber der Satelliten im GSO selbst am allermeisten darunter.

Natürlich können die nationalen Regierungen ihren Satellitenbetreibern Auflagen machen. Wenn die aber nicht zu erfüllen sind, zumindest nicht zu vertretbaren Kosten, dann läuft das in den nächsten 10-15 Jahren auf die Aufgabe des GSO hinaus. Ist es das, was du willst?

Nun, ich bin zwar kein Experte, aber eine Schätzung kann ich ja trotzdem wagen:
Zur Zeit überhaupt keine Gefahr!
Probleme mit dem Friedhofsorbit  wird es frühestens in einigen hundert Jahren geben.
Also nicht unser Problem!
Laßt uns den Orbit voll knallen, bis die Sonnenstrahlen nicht mehr die Oberfläche erreichen, dann gibt´s auch keine globale Erwärmung!

Du beliebst zu übertreiben. Da oben ist so viel Platz, dass wir hier unten direkt nichts davon merken werden. Indirekt durch Ausfälle von GSO-Satelliten wären wir natürlich schon betroffen.

Bei der Debatte kam mir noch eine grandiose Idee:
Ich werde meinen Müll jetzt einfach auf die Straße schmeißen.
Da gehe ich sowieso entlang und brauche ihn nur fallen lassen.
Es ist extrem unwirtschaftlich, den Müll zur Mülltonne zu bringen:
Das koste Zeit, Anstrengung, Schuhsohle und vor allem Geld.
Habt Ihr mal in die Betriebskosten geschaut, wieviel Ihr für die Entleerung der Mülltonnen zahlt?
Wahnsinn! Geld für Müll! Unglaublich!

Im Gegensatz dazu:
Mein bisschen Müll fällt auf der riesigen Straße gar nicht auf.
Laut Wahrscheinlichkeitsberechnungen wird die Straße dadurch niemals unpassierbar.
Der Wind wird den Müll verteilen, Ratten, Insekten und Mikroorganismen, sowie die UV Strahlung der Sonne werden ihn zersetzen.
Die Autos könnten ihn platt, oder einfach drum herum fahren.
Fußgänger könnten einfach darüber klettern.
Man könnte geländegängige Fahrzeuge einsetzen.
Ab und zu könnte ja mal das THW mit dem Schneepflug durchfahren...
Also alles kein Problem, Haupsache ich kann sparen!

Aber der Vergleich hinkt:
Wenn sich trotz Wahrscheinlichkeitsberechnungen und Schätzungen doch Probleme ergeben sollten:
Die Straße kann man wieder räumen und sauber machen - den Orbit nicht.

Völlig richtig - dein Vergleich hinkt, und das zwar ganz gewaltig. Um dein Bild mal etwas gerade zu rücken, versetzen wir deine Straße und den Müll in eine menschenleere Gegend, in der es keinerlei Müllabfuhr und keine Mülldeponien oder -verbrennungsanlagen gibt. Was machst du also mit deinem Müll? Genau, du schaffst ihn selber von der wichtigen Straße weg, und zwar so weit wie möglich. Genau das wird bei den GSO-Satelliten aber auch inzwischen getan, nicht wahr? Der GSO wird geräumt, indem Satelliten auf höhere "Friedhofsorbits" verlegt und danach ordnungsgemäß deaktiviert werden. Mehr kann man im Augenblick nicht tun.

Sinnvoll und mittelfristig machbar wären natürlich Lebensverlängerungsmaßnahmen wie jene, einen Flugkörper mit Ionenantrieb zu einem Satelliten mit Treibstoffmangel zu schicken und ihn dadurch länger zu betreiben. Damit lässt sich zumindest die Menge der Objekte im GSO und den Friedhofsorbits begrenzen.

Wenn du dir einmal den Wikipedia-Eintrag über Weltraummüll ansiehst, wirst du feststellen, dass es ein ESA-Projekt namens ROGER gibt, mit dem man bis zu 30 ausgediente Satelliten aus dem GSO entfernen könnte. Aber wohin würde man diese bringen? Richtig, in Friedhofsorbits. Wie gesagt, mehr kann man im Augenblick nicht tun.

Nur um mal den aktuellen Stand der Weltraummüllvermeidung darzustellen:

Faktisch alle größeren Raumfahrtländer haben sich zum Conduct of Space (d.h. LEO-Satelliten sind so zu bauen, das sie spätestens nach 25 Jahren verglühen, d.h. entweder tief fliegen oder aktives deorbiten). Ist zwar noch nicht immer nationales Recht, aber kein Satellitenbauer legt sich freiwillig mit seinem Hauptauftraggeber an 
Alle GEO satelliten sind in den Friedhofsorbit zu bringen und es muss sichergestellt werden, das die Treibstoffreserven ausreichen.
Dazu schreiben die nationalen Raumfahrtagenturen auch einige Design-Vorschriften vor. Z.B. keine Absprengungen von Covern etc, wenn sie die 25 Jahre verletzen.

Daneben gibt es international einige Projekte um Satellite-life-extension bzw. Abschleppen defekter Satelliten zu gewährleisten. Meist staatliche Auftraggeber, z.B. DEOS (früher Smart-Olev,....) in Deutschland. Einziges commerzielles Projekt läuft derzeit in Canada bei MBDA.

Wie verhalten sich China und Indien dazu?

Das kommerzielle (SIS-)Projekt in Kanada bei MDA ist eingestellt:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4216.msg213360#msg213360

Wie verhalten sich China und Indien dazu?

China hat sich in seinem letzten Manifest ausdrücklich zur Müllvermeidung bekannt.

http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/30122011132203.shtml

Da sist natürlich sehr bedauerlich, dass ein Projekt bereits eingestellt wurde. Anscheinend gibt es ja einige tote Satelliten im GSO, und die sind natürlich ein Problem. Wie geht es denn DEOS alias SMart-OLEV? Kann man damit rechnen, dass das Projekt irgendwann zur Realisierung gelangt?

Aber mal etwas ganz praktisches: Wieviele GSO-Satelliten müssten denn so in etwa entsorgt werden, und wer würde dafür zahlen? Die NASA oder andere staatliche Agenturen?

Hier das neueste US Konzept zur Müllbeseitigung:
http://www.nrl.navy.mil/media/news-releases/2012/nrl-scientists-propose-mitigation-concept-of-leo-debris

Man erschafft eine künstliche Wolke aus Nanopartikeln, welche den Müll abbremsen... Also neuen Müll für alten Müll... Ob das eine gute Idee ist, waage ich zu bezweifeln.

Wenn man nach der Grafik in dem Artikel geht, soll der Staub lediglich auf eine suborbitale Bahn ausgesetzt werden.
Man braucht also lediglich relativ preiswerte Höhenforschungsraketen.
Trotzdem eine ziemlich komische Idee. Einzelne kaputte Satelliten kann man so vielleicht runterholen, aber große Einzelteile sind doch eh das geringste Übel. Große Trümmer"wolken" wie nach dem Iridiumunfall vor 2 Jahren wird man so eh nicht bedienen können. Dabei sind doch gerade die eigentliche Gefahr...

Der LEO säubert sich unter 500km doch noch relativ schnell, hier lässt sich das Problem mit Müllvermeidung lösen.
Man sollte sich lieber auf den geostationären Orbit konzentrieren, der bleibt auf Jahrtausende unbrauchbar wenn mal was Größeres passiert ...

Hallo!

Gerade ´drüber gestolpert:

ws

Gruß   Pirx

Hallo Pirx

Ich sehe NICHTS

Matjes

Servus Matjes!

Eigentlich sollte ein Video aus Youtube zu sehen sein. Von was für einem Endgerät mit welchem Browser kommst Du denn?

Gruß   Pirx

An Pirx

Fehlendes Add-On wurde gefunden und installiert. Jetzt läuft es wieder.

Danke Matjes