Konzepte gegen Weltraumschrott

Hmmm, der Videobeitrag hat schon recht: Es braucht endlich wirklich verbindliche Regeln zur Weltraumschrottvermeidung und Beseitigung inklusive Strafen bei Nichtbeachtung, wenn man will, dass die Technologien dafür auch eingesetzt werden, sobald sie entwickelt sind. Der Beitrag sagt ja, dass es noch keine Anfragen bzgl. Einsatz der neuen Technologien von Satellitenbetreibern gibt.

Die Selbstverpflichtung spätestens 25 Jahre nach Außerdienststellung LEO-Satelliten verglühen zu lassen und GEO-Satelliten in den Friedhofsorbit zu schicken, ist schon mal ein Anfang, reicht aber bei Weitem nicht. Ein hypothetisches Regelwerk könnte meiner Meinung nach wie folgt aussehen:

- Verpflichtung zur Einhaltung der "25-Jahre-Regel" für alle Veruracher von Weltraumschrott. Als Verursacher sollten nicht nur die Satellitenbetreiber gelten, sondern z.B. auch Startdienstleister, die abgebrannte Oberstufen hinterlassen.

- Festlegung von empfindlichen Strafen bei Verstoß. Die Strafe sollte meiner Meinung nach mindestens doppelt so hoch sein, wie die geschätzten Kosten für eine "Abschlepp"-Mission, damit der gewünschte Effekt erreicht wird.

- Für kleine Trümmer wird ein Verfahren festgelegt, wie sich die Wahrscheinlichkeiten dafür, wer der Verursacher war anhand des Orbits und Startstatistiken berechnet werden. (Heraus kommt dann zum Beispiel kommt dann heraus auf Orbit mit Höhe x, Inklination y ist verantwortlich NASA zu a%, ESA zu b%, Rokokosmos zu c% etc). Missionen zur Entfernung kleiner Trümmer können dann gemeinsam auf die Beine gestellt werden und allen Verursachern anteilig in Rechnung gestellt werden, sodass sich das vielleicht sogar kommerziell lohnt. Eventuell werden auch Einnahmen aus Strafzahlungen dazu eingesetzt.

- Für Kollisionen mit funktionierenden Satelliten haftet der Schrottverursacher, bei kleinen Trümmern entsprechend der oben berechneten Anteile. Nur im unwahrscheinlichen Fall, das beiden Kollisionsgegner noch funktionsfähig waren, bleiben beide Betreiber auf ihren Kosten sitzen und erhalten darüber hinaus zur Strafe einen Anteil an der Haftung für kleine Trümmer auf den beiden Orbits.

- Rückwirkende Anwendung der Regeln auf vergangene Starts, evtl. mit "Galgenfrist", wenn Starts schon sehr lange (> 20 Jahre) zurückliegen.

Was meint ihr dazu? Allerdings bezweifle ich leider, dass sich so etwas in absehbarer Zeit mittels internationaler Abkommen auf die Beine stellen lässt. Noch so etwas für das wir vermutlich erst mal eine Weltregierung bräuchten.

Guten Morgen (melde mich doch mal aus dem Urlaub ...)

Die obere Grundrichtung deiner Argumentation ist schon richtig. Auf der einen Seite gibt (und werden weiter entwickelt) technische Standards der ISO. Wie diese angewandt/verpflichtend werden, obliegt der Gesetzgebung der souveränen Staaten. So hat sich Frankreich, u.a. als großer Stardienstleister, ein Weltraumgesetz gegeben. In Deutschland sind wir noch nich so weit, gehen aber auch in diese Richtung. Bisher wird in den Verträgen einer Mission entschieden, welche technischen Anforderungen (aus den Standards) gestellt werden. In öffentlichen Aufträgen ziehen wir da die Schrauben an. U.a. wurde nach Rosat gesagt, dass uns so etwas nicht noch mal Passungen darf, wobei es da eher um den Shutz des Planeten geht.

Klingt sehr vernünftig, wulf21, doch die Probleme sehe ich wo anderes.

Es ist oft unmöglich eine Haftung durchzusetzten. Entweder lässt sich kein Schuldiger eindeutig ausmachen, was an sich viele Gründe geben kann. Oder wie verklagt man Russland, China, USA? Eine in die Pleite verklagte Firma verschwindet zwar aus dem Bild, aber oft nicht die eigentlichen Verursacher, die, wie ich schon sagte, schwer auszumachen sind und fast immer es nicht einsehen. Es ist hin und wieder vorgekommen, dass ein Unternehmen pleite geht, seine Anteile am Markt neuverteilt werden, aber nicht die Haftung bzw. die Verbindligkeiten. Es wird in der Geschäftssprache als das Geschäftsrisiko hingenomen. (Nachtrag: bzw. der Begriff des Geschäftsrisikos wird auf die Art missbraucht)

Meine Erwartung mit der Vorasusetzung, dass wir demnächst keine so starke Schrotlavine in Orbit erleben werden, dass die Raumfahrt für die Jahrhunderte zu einem neuen Spießroutenlauf wird,  ist dass es ein Paar der Weltraumtouristen draufgehen werden müssen (einige Angehörige von denen sind schon sehr wahrscheinlich die einflussreichen Weltpresönlichkeiten) bevor die Einsicht und die Bereitschaft für die erforderliche technische, betriebwirtschaftliche und gesätzgebende Veränderungen entsteht.

Es ist wie mit einem Geschwindigkeitsbeschränkungschild: ohne Tote kein Bedarf

P.S hab ein Paar Fehler korregiert

Die Amerikaner wissen z.B. ganz genau dass man ihnen nicht am Leder flicken können wird - sie sagen ja selbst, dass man sich an Müllvermeidungsbeschlüüse halten will - ABER man nimmt sich das Recht heraus, es nicht einzuhalten, wenn 'nationale Sicherheitsinteressen' berührt werden. Also alles für die Katz, wenn man prinzipiell jederzeit das passende Etikett dranpappen kann. Ein 'militärischer' Nanosat an die Oberstufe gepappt reicht dann.

-ZiLi-

Allein schon Russland ist ein guter Beispiel dafür. Ist den Russische Föderation ein alleiniger Erbe der Sovjet Union? Ist es überhaupt als Erbschaft anzusehen? Da oben fliegt viel Zeug herum, dass man den Sovjets anhängen kann, doch das Land existiert nicht mehr. Also wer ist dafür verantwortlich?

2 Dinge zu der 3Sat Doku

Die reden am Ende ab min 27
(A) Von Vermeidung auf dem Mond

- Ich dachte immer das die Umlaufbahnen um den Mond (durch die Erde)
eh so stark gestört werden das sich Satelliten ohne Aktive Steuerung nicht lange halten können und ziemlich "Zeitnah" abstürzen.

Und (B) von Vermeidung auf dem Mars

- Naja dazu

MGS, Viking 1 u 2 Orbiter, Mars 2 & 3 Orbiter, Fobos 1 & 2 Orbiter
Gut bis auf MGS alle schon etwas älter aber:
http://en.wikipedia.org/wiki/Viking_1

1980 Viking 1 Orbiter was running low on attitude control gas and its orbit was raised from 357 × 33943 km to 320 × 56000 km to prevent impact with Mars and possible contamination until the year 2019.

Bedeutet ja eher das man einen Absturz vermeiden will.
Beim Mars fällt der Müll nur nicht so auf weil es Derzeit noch eine recht
geringe menge Müll ist, aber ihr hattet ja vor ein paar Jahren schon mal einen passenden Aprilscherz 


Ich denke es wäre zur Zeit schon erst mal ein riesen Erfolg
wenn man in Zukunft verpflichtend dafür sorgen könnte das alle neuen Satelliten ein unabhängiges
System z.B. mit Ionen Triebwerk haben (was auch nicht für die Mission eingesetzt werden darf!)
um den Satelliten an seinem Lebensende kontrolliert abstürzen zu lassen, GEO Satelliten z.B. auf dem Mond oder
wenigsens einen stabielen Fiedhoforbit anzufliegen. Zwar kann das System auch versagen und nach 10-20 Einsatzjahren
nicht Starten aber wenn nicht kann man schonmal recht "Kostengünstig" Müll durch neue Satelliten
vermeiden. Das gleiche gilt auch für ausgediente Oberstufen die man damit wieder runterholen könnte.
Das würde zwar die Start und Herstellungskosten geringfügig steigern aber langfristig viel Geld sparen.


Und zu dem DLR Projekt OLEV; was ist mit Envisat? Hier könnte die
EU mal Pionierarbeit leisten und eine Mission finanzieren die Envisat
kontrolliert wieder auf die Erde zurückholt. 

---

Ps.
Bei der Google suche nach "olev satellit" kommt ziemlich weit oben
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/deutsche-projekte-wie-satelliten-zu-waffen-werden-a-700651.html
Solange man bei allem den millitärischen Nutzen sucht kann das ja nix werden. 

Es ist wie mit einem Geschwindigkeitsbeschränkungschild: ohne Tote kein Bedarf

Ja so sehe ich das auch, man wird eher die Radar-Überwachungstechnik verfeinern
um mit dem Schrott weiter klarzukommen anstatt die Ursache zu bekämpfen,
wie ein Arzt der nur die Symthome lindert aber die Krankheit nicht heilen kann oder will.
Eigentlich ist das Thema 1 zu 1 zu Vergleichen mit dem Umweltschutz auf der Erde.

Ich denke es wäre zur Zeit schon erst mal ein riesen Erfolg
wenn man in Zukunft verpflichtend dafür sorgen könnte das alle neuen Satelliten ein unabhängiges
System z.B. mit Ionen Triebwerk haben (was auch nicht für die Mission eingesetzt werden darf!)
um den Satelliten an seinem Lebensende kontrolliert abstürzen zu lassen, ...

Ein komplett unabhängiges System stell ich mir in der Tat ziemlich teuer vor. Es wäre ja zusatzliche Last, die man mit beschleunigen und bremsen müsste und somit die Gesamtlebensdauer des Satelliten verkürzt. Die Erhöhung der Lebensdauer vermeidet ja indirekt auch Weltraumschrott, da weniger Starts nötig. (OT: Übrigens ist das beim Umweltschutz eigentlich das gleiche. Jedoch redet man nur von erneuerbaren Energien, Energieeffizienz e.t.c. und nicht von der Lebensdauer unserer Produkte. Tja, was ewig hält das bringt kein Geld ...)

Würde es nicht reichen, zu diesem Zweck lediglich eine Treibstoffreserve vorzusehen, die während der Mission nicht angetastet werden darf?

Eigentlich ist das Thema 1 zu 1 zu Vergleichen mit dem Umweltschutz auf der Erde.

Stimmt, vor allem, wenn man sich anschaut, was die Politik tut. Das ganze wird extrem lange dauern wenn jeder zuerst denkt "Wie erreiche ich, dass die anderen Staaten von dem neuen Abkommen mindestens genau so schwer getroffen werden, wie ich?", statt "Was können wir im Interesse der gesamten Menschheit am besten tun?".

Ein komplett unabhängiges System stell ich mir in der Tat ziemlich teuer vor.

Das denk ich nämlich nicht, weil wenn man es Standartisiert es in mehreren vordefinierten
Größen anbietet und wenn die Quellen offen und Patentfrei erarbeitet werden könnten,
dann würde man sowas von der Stange produzieren können (wie Würstchen  )
und auf dem Markt anbieten.

Dadurch das man keine Patente darauf erhebt können mehrere Hersteller es Produzieren
somit gäbs kein Monopol und damit Kosten die der Realität entsprechen.

Die Satellitenbetreiber/ Startanbieter sind eben verpflichtet (evtl. UNO-Beschluß) so ein System mit zu integrieren, anbauen oder zu koppeln
und würden deshalb ihre neuen Satelliten schon darauf planen.

Wie gesagt wenn man wenigstens das erreichen würde hätte man schon mal sehr viel Gewonnen für
alles andere sehr ich ziemlich schwarz, klar kann man große Trümmer mit DEOS (OLEV) z.B. abtransportieren
aber wer bezahlt für was?; und was ist mit dem ganzen Rest?; der ja weitaus gefährlicher ist.

Eine Möglihkeit, um das Problem der Raumschrotetstehung bei neuen Sateliten zu dämmen ist eine Art Weltraummüllsack:

Man kann einen Sateliten zum Teil mit einer mehr oder weniger einfachen aber stabilen Hülle aus Stoffen wie Kevlar oder vergleichbares vorstellen. Der Mikroschrott wird diese Hülle zwar durchdringen und den Sateliten auch schädigen wenn nicht zerstören, dennoch werden die enstandene großen Trümmer zusammengehalten. Ich denke, dadürch wird die Beobachtbarkeit eines sollchen Mülsackes und die Möglichkeit des Ausweichens gesichert bzw erleichtert. Man schließt zwar die Bildung eines weiteren Mikroschrotes nicht aus, aber die Gefahr für die Ausbreitung der großen und mittelgroßen Trümmerteile wäre damit gebannt.

Ein Satelit hat in der Regel nur wenige Öffnungen. Den Rest kann man getrosst in so einen Mülsack, bzw. Schutzhülle oder Haut, wenn man will, einpacken. Ich denke, man kann und sollte diesen Einsatz schon jetzt bei den Neubauten verfolgen, noch bevor man die Sateliten für den Wiedereintritt oder die Abschleppsateliten gebaut hat. Ferner kann man einfach beides machen. Ausserdem kann man so einen Satelit an der "Haut" zum Abschleppen mit relativ einfach Greifwerkzeugen packen, rumhantieren bzw. wegschleppen.

Grüße.

Ein Paar Kommentare wären schon interessant

Ein Paar Kommentare wären schon interessant

Was machst Du mit den Solarauslegern?
Und letztentlich behebt es das Problem nicht wirklich, Satelliten in hohen Orbits bleiben Jahrtausende dort und wenn wir immer mehr hoch schicken ohne auch mal welche wegzunehmen, wie säh da die Situation in z.B. 100 Jahren aus?

Und ich meine mal das Kevlar oder vergleichbares bei einem Crash wie Iridium and Cosmos auch nix hilft.


Wir brauchen dringend eine Weltraumputze. 

Iridium hätte reagieren können, die waren gewarnt!
Vielleicht haben die das sogar... - Ein Schelm der da...

Da oben in 700km was treffen zu wollen ist jedenfalls bei der Leere nicht sehr einfach.

Iridium hätte reagieren können, die waren gewarnt!

Nun ich wollte mit dem Beispiel auch nur Aufzeigen das eine "Panzerung" bei so
einem Unfall nichts bringt und es treiben sehr viele Satelliten da oben die
schon lange ihren Dienst eingestellt haben und nicht mehr ansprechbar sind.

Da oben in 700km was treffen zu wollen ist jedenfalls bei der Leere nicht sehr einfach.

Nun das mag zwar für den Erdnahen Raum als ganzes zutreffen nur verwenden viele Satelliten
aus technischen Gründen bestimmte Bahnen auf denen dann im Vergleich zum ganzen Erdnahen Raum schon recht voll ist,
und eine größere Kollision kann z.B. im GEO fatale folgen haben, klar man kann dem Schrott ausweichen aber
jedes Maneuver kostet Treibstoff je mehr Müll desto mehr Ausweichmaneuver was wiederum die
Lebensdauer der aktiven Satelliten stark einschrängt und dadurch wiederum Schrott produziert.
Wenn eine Bahn erst mal zusehr zugemüllt steigt die Schrottdichte dort ganz von allein weiter an; Kesslersyndrom.

TDK, ich glaube du hast die Idee falsch verstanden

Der Stof soll keine Panzerung sein, sondern ein Auffangnetzt. Es wird zwar nicht alles zurückhalten können aber die großen brocken des getrofenen Sateliten werden beisamen gehalten.

TDK, ich glaube du hast die Idee falsch verstanden

Doch hab ich schon, Du willst den Body darufhin schützen das Kollisionsteilchen (z.B Mikrometeoriten) und
die aus einem Einschlag resultierenden Trümmer gefangengehalten werden.
Macht auf jedenfall Sinn, allerdings kannst Du damit wohl nicht die Solarausleger schützen die ja eine
größere Fläche in Anspruch nehmen als nur der Satelliten Körper.

Ok.ja das stimmt, man kann damit nicht alles schützen. es ist eine gute Frage inwieweit es sich lohnt den anderen Part abzudecken

Ich habe das noch nicht verstanden, Ilbus.
Du willst etwas festhalten, was mit (im Orbit üblicher) enormer Geschwindigkeit unterwegs ist.
In welche Energieform willst Du denn die gewaltige kinetische Energie schlagartig umwandeln?
In Wärme?
Davon werden die Satelliten nicht all zu viel vertragen.

Auf diese Weise könnte man wohl nur sehr kleine Teile mit sehr geringer Masse aufhalten.
Davon gibt es aber Millionen!

Der Mikrometeoritenschutz der ISS soll vor Teilen bis 1 cm Größe schützen.

Hallo Jörg,

das soll nicht gegen "fremde" Objekte schützen/panzern, sondern wenn ein Satellite getroffen wird und dann selbst Kleinteile verliert, sollen die von diesem "Sack" aufgefangen werden. Das erinnert mich etwas an selbstdichtende Materialien in Tanks von Kampfflugzeugen, die kleine Löcher abdichten. Das Freisetzen weiterer (Klein-)Trümmer soll vermieden oder vermindert werden.

Genau Daniel,

Jörg, die wegfliegende Teile des getroffenen Sateliten sind in der Regel im Bezugsystem des Sateliten energiearmer, weswegen sie schon ejer zusammengehalten werden da das Aufwangsack im gleichen Bezugsystem ist. Es bilden sich mehrere Trümerteile, von dennen einige auch viel schwerer sind. Zu dem ist es ein unelasttische Stoss. Die Aufpralenergie verteilt sich so, dass die Einzelteile wesentlich weniger davon tragen.

 Sehr vereinfachter Beispiel:
Wenn ein Objekt von 10g Masse einen anderen von der Masse 1kg trifft dabei die die Relativgeschwindigkeit 10km/s war und der ander zerfält in zwei gleiche Objekte so ist die maximale Geschwindigkeit mit der sich die zwei bruchstücke auseinander driften (im Bezugsystem des 1kg-Körpers) 100m/s.

Ich finde die Idee nicht schlecht. Satellitentreffer kann man damit nicht verhindern aber die Entstehung eines großen Trümmerfeldes vielleicht schon. Die Trümmer lösen ja dann letztlich eine Kettenreaktion aus, mit exponentiellem Wachstum. Das könnte man dadurch deutlich mildern.

Zukünftige Satelliten könnten den "Sack" schon mitnehmen und gegen Ende übergestülpt bekommen (möglicherweise durch separates System), heutigen inaktiven Satelliten könnte man eine solche Hülle u.U. auch nachträglich verpassen. Das sollte auf jeden Fall deutlich günstiger sein als eine komplizierte Rückholmission und wirkungsvoller, als gar nichts zu tun.

...Die Trümmer lösen ja dann letztlich eine Kettenreaktion aus, mit exponentiellem Wachstum. Das könnte man dadurch deutlich mildern...

.... Das sollte auf jeden Fall deutlich günstiger sein als eine komplizierte Rückholmission und wirkungsvoller, als gar nichts zu tun.

Genau meine Meinung. Fortführend, kann man bei den neuen Sateliten die abstehenden Teile, wei Solarzellen und deren Träger, Antenen etc. mit Faserbändern zusätzlich zu den üblichen Verbindungen des Zusammenbaugruppe großflähig "zusammennähen". Die Wirkung soll ähnlich der Faser von den gebrochenen Baumästen sein. Der Träger ist zwar gebrochen ist aber immer noch mit dem Sateliten verbunden.

Ich finde die Idee von Ilbus auch gut. Zwei Anmerkungen hätte ich noch dazu:

- Die Aufprallenergie wird bei einem Zusammenstoß nicht nur verteilt, sondern zusätzlich auch in die "mechanischen und thermische Effekte" umgewandelt.

- vielleicht wäre ja auch eine Art Ausschäumtechnik nutzbar, in diesem Fall dann natürlich eher "Umschäumtechnik". Das könnte zusätzlich auch einen gewissen Dämpfungseffekt haben.

EDIT: Das Umschäumen sollte ja durch zusätzliche Bremseffekte auch den Wiedereintritt beschleunigen, wenn ich das richtig sehe.

Zukünftige Satelliten könnten den "Sack" schon mitnehmen und gegen Ende übergestülpt bekommen (möglicherweise durch separates System), heutigen inaktiven Satelliten könnte man eine solche Hülle u.U. auch nachträglich verpassen. Das sollte auf jeden Fall deutlich günstiger sein als eine komplizierte Rückholmission und wirkungsvoller, als gar nichts zu tun.

Den 'Sack' schon mitnehmen bzw. die Konstruktion neuer Satelliten ganz allgemein debrisreduzierend auszulegen macht bei neuen Satelliten sicherlich Sinn. Allerdings wenn man sich schon die Mühe macht, einen alten ausgedienten Sat anzufliegen, kann man ihn auch genausogut aus dem Orbit schubsen, und nicht einfach nur einpacken. Da ist doch oft nur eine vergleichsweise lächerliche Delta-V vonnöten, um das Perizentrum der Bahn hinreichend für eine Deorbitierung abzusenken.

Im Vergleich mit dem 'realen' Leben gesehen: Ordentliche Müllsäcke am Straßenrand sind zwar weniger unschön, als wenn der Dreck so auf der Strasse liegt - aber besser ist es doch, wenn die Müllabfuhr ihn gleich mitnimmt statt ihn nur zu verpacken, wenn man sowieso durch die Straßen fährt...

-ZiLi-

wer hat 15ooo€ frei rumliegen?  ich gehe morgen zum Patentamt

Die Schaumidee könnte auch funktionieren und ist wahrscheinlich einfacher zu realisieren. Der Schaum müsste aber wirklich richtig "klebrig" und nicht "bröckelig" sein.

Zur Frage Einpacken oder Runterbringen: Da dürfte ein deutlicher Preisunterschied sein. Das Einpacken könnte mit einem Wurfsystem (wie Fischernetz auswerfen) mit anschließendem selbstständigen Zusammenschnüren realisiert werden. Prinzipiell könnte man noch eine größere Fläche rantackern, die dann für eine stärkere Bremsung durch die Restatmosphäre sorgt.

Ihr solltet Eure Ideen mal mit dem DLR diskutieren(, falls es nicht für ein eigenes Patent reicht).