Weltraumschrott & Sicherheit im All Technologiezentrum ESOC Jean-François Kaufeler ESOC, Darmstadt 16/02/2009
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Fragment-Wolke durch FengYun ASAT
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Europas SSA Programm <ul><li>Europa hat eine  Initiative zur Weltraumüberwachung (Space Situational Awareness ) angestoßen...
Zusatzinformationen Jean-François Kaufeler ESOC, Darmstadt 16/02/2009
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Weltraummüllschätzung <ul><li>d > 1 cm: 606000 (228000 erdnah) </li></ul><ul><li>detektierbar aber nicht verfolgbar durch ...
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ESA/ESOC Pressebriefing 09 Weltraumschrott Sicherheit

  1. 1. Weltraumschrott & Sicherheit im All Technologiezentrum ESOC Jean-François Kaufeler ESOC, Darmstadt 16/02/2009
  2. 2. 5. Europäische Konferenz zum Thema Weltraumschrott (‚Space Debris‘) <ul><li>30.3.-2.4.2009 </li></ul><ul><li>ESOC ist Gastgeber der fünften „European Conference on Space Debris“ </li></ul><ul><li>Teilnehmer: </li></ul><ul><li>Rund 300 Fachleute aus 20 Staaten </li></ul><ul><li>Ziele: </li></ul><ul><ul><li>Analyse des aktuellen Problemumfangs </li></ul></ul><ul><ul><li>Risikobewertung </li></ul></ul><ul><ul><li>Diskussion verbesserter Methoden zur Messung und Vermeidung von Weltraumschrott </li></ul></ul><ul><ul><li>Ausarbeitung weltweiter Standards </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Inter Agency Debris Coordination (IADC) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>UN COPUOS </li></ul></ul></ul><ul><li>Weitere Informationen ab 20.2.09 unter www.esa.int </li></ul>
  3. 3. Weltraumschrott und seine Ursachen <ul><li>„ Raumfahrtrückstände sind alle durch Menschenhand geschaffenen, nicht-funktionsfähigen Objekte oder Teile von ihnen, in Erdumlaufbahnen oder in atmosphärischen Wiedereintrittsbahnen.“ (Definition nach IADC) </li></ul><ul><li>Ursachen sog. Raumfahrtrückstände (Stand Jan. 2009): </li></ul><ul><ul><li>4616 erfolgreiche Satelliten-Starts </li></ul></ul><ul><ul><li>245 Zerlegungsereignisse im Orbit (Explosionen und Kollisionen) </li></ul></ul><ul><ul><li>Andere Rückstände, z.B. verursacht durch chem. Reaktionen </li></ul></ul><ul><li>Natürliche Verminderung von Raumfahrtrückständen: </li></ul><ul><ul><li>Wiedereintritte wg. Restatmosphäre oder wg. Anziehungskraft </li></ul></ul><ul><ul><li>von Sonne und Mond (~ 2/3 aller katalogisierten Objekte) </li></ul></ul>
  4. 4. Situation im Januar 2009 <ul><li>Zahl der erfassten und katalogisierten Objekte: 13000 </li></ul><ul><li>Masse aller Objekte auf Erdumlaufbahnen: ca. 6300 t </li></ul><ul><li>Von den katalogisierten Objekten sind 73% auf erdnahen, 8% auf geostationären, und 19% auf dazwischen liegenden Umlaufbahnen </li></ul><ul><li>Die Objekterfassung erfolgt mit Radaranlagen für erdnahe und mit Teleskopen für erdferne Bahnen </li></ul><ul><li>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) </li></ul><ul><li>Durch Chinas ASAT Test (Jan 2007), Anstieg um 2500 Fragmente! </li></ul>
  5. 5. Fragment-Wolke durch FengYun ASAT
  6. 6. Größenverteilung Weltraumschrott <ul><li>Anzunehmende Verteilung </li></ul><ul><li>d > 1 cm: 606000 (228000 erdnah) </li></ul><ul><li>d > 5 cm: 44100 (23500 erdnah) </li></ul><ul><li>d > 10 cm: 20500 (12000 erdnah) </li></ul><ul><li>d > 100 cm: 4660 (2400 erdnah) </li></ul><ul><li>Risiken </li></ul><ul><li>Kollisionseffekte: d > 1 cm  wahrscheinliches Missionsende; d > 10 cm  katastrophale, vollst ä ndige Satellitenzerlegung </li></ul>
  7. 7. ESOC Expertise <ul><li>Neben NASA besitzt ESA als weltweit einzige Raumfahrtagentur Expertise auf allen „Space Debris“ betreffenden Gebieten: </li></ul><ul><li>ESOC ist das Europäische Expertisezentrum für „Space Debris“ (Weltraumschrott) und bietet folgende Leistungen: </li></ul><ul><ul><li>Kollisionsvermeidung für operationelle Satelliten </li></ul></ul><ul><ul><li>Vorhersagen und Risikoabschätzung von Wiedereintritten </li></ul></ul><ul><ul><li>Entwicklung von Space Debris Umgebungsmodellen sowie langfristigen Prognose-Modellen </li></ul></ul><ul><ul><li>Unterst ü tzung von Space Debris Vermeidungsma β nahmen </li></ul></ul><ul><ul><li>Durchf ü hrung von Space Debris Beobachtungskampagnen </li></ul></ul><ul><ul><li>(ESA Teleskop in Teneriffa) </li></ul></ul>
  8. 8. Europas SSA Programm <ul><li>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. </li></ul><ul><li>Situation heute : </li></ul><ul><li>US SSN (Space Surveillance Network) ist die einzige Datenquelle f ü r Raumfahrtobjekte </li></ul><ul><li>Zielsetzungen Europas : </li></ul><ul><ul><li>Eigenständige Fähigkeit zur Weltraum-Überwachung </li></ul></ul><ul><ul><li>Gewährleistung der Sicherheit von Raumfahrtaktivitäten </li></ul></ul><ul><ul><li>Schutz der Bevölkerung vor Wiedereintritten und Asteroiden- einschlägen </li></ul></ul><ul><ul><li>Überprüfung der Einhaltung internationaler Richtlinien </li></ul></ul><ul><ul><li>Verfügbarkeit zeitnaher, präziser und vollständiger SSA Produkte </li></ul></ul><ul><li>SSA macht das Raumfahrtrisiko für Europa kontrollierbar! </li></ul>
  9. 9. Zusatzinformationen Jean-François Kaufeler ESOC, Darmstadt 16/02/2009
  10. 10. Rüsckstände <ul><li>Andere Rückstände: </li></ul><ul><ul><li>Zündungen von Feststoffmotoren (Staub und Schlacke) </li></ul></ul><ul><ul><li>16 RORSAT Reaktorkern-Absto β ungen (Kühlmittelfreisetzung) </li></ul></ul><ul><ul><li>Oberflächenalterung (Farbpartikel- und Isolationsfolien-Ablösung) </li></ul></ul><ul><ul><li>Oberflächeneinschläge (durch Raumfahrtrückstände/Meteoroiden) </li></ul></ul><ul><li>Der Objekt-Katalog setzt sich zusammen aus: </li></ul><ul><ul><li>25% Satelliten (nur 7% sind operationell) </li></ul></ul><ul><ul><li>14% Raketenstufen </li></ul></ul><ul><ul><li>8% anderen missionsbedingten Objekte </li></ul></ul><ul><ul><li>53% Fragmente (meist von Explosionen) </li></ul></ul>
  11. 11. Weltraummüllschätzung <ul><li>d > 1 cm: 606000 (228000 erdnah) </li></ul><ul><li>detektierbar aber nicht verfolgbar durch Radar </li></ul><ul><li>d > 5 cm: 44100 (23500 erdnah) </li></ul><ul><li>verfolgbar durch das COBRA Dane SSN Radar </li></ul><ul><li>d > 10 cm: 20500 (12000 erdnah) </li></ul><ul><li>verfolgbar durch normale SSN Radars </li></ul><ul><li>d > 100 cm: 4660 (2400 erdnah) </li></ul><ul><li>verfolgbar durch das GRAVES Radar (in LEO) und SSN Teleskope (in GEO) </li></ul>
  12. 12. Risiken durch Raumfahrtrückstände <ul><li>Derzeitiges Kollisions-Risiko im Orbit: </li></ul><ul><ul><li>etwa alle 10 Jahre (im Mittel) kollidieren zwei Katalog Objekte </li></ul></ul><ul><ul><li>ESOC 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 </li></ul></ul><ul><li>Langfristiges Kollisions-Risiko im Orbit: </li></ul><ul><ul><li>40 katastrophale Kollisionen sind prognostiziert bis zum Jahr 2100  langfristige Kollisions-Kettenreaktion (“Kessler Syndrome”) </li></ul></ul><ul><ul><li>Space Debris Vermeidungsma β nahmen sind dringend erforderlich  Debris Vermeidungsrichtlinien: ESA (2008), UN (2007), IADC (2004) </li></ul></ul><ul><li>Risiko durch Wiedereintritte in die Erdatmosphäre: </li></ul><ul><ul><li>Katalog Objekte von d > 1 m treten etwa 2-mal pro Woche ein </li></ul></ul><ul><ul><li>ESOC führt Wiedereintrittsvorhersagen durch und koordiniert international Vorhersagekampagnen für IADC </li></ul></ul>
  13. 13. Weltraum ü berwachungssystem SSA <ul><li>26. Nov. 2008  Programm Deklaration ratifiziert im ESA Rat </li></ul><ul><li>2009 bis 2011  SSA Programmvorbereitung </li></ul><ul><li>Kurzfristiges Ziel </li></ul><ul><ul><li>Begrenzte, vorläufige SSA Dienste bis 2012 </li></ul></ul><ul><li>Langfristige Ziele </li></ul><ul><ul><li>Verfügbarkeit einer eigenständigen Fähigkeit zur Weltraum-Überwachung und –Aufklärung </li></ul></ul><ul><ul><li>Verfügbarkeit zeitnaher, präziser und vollständiger SSA Produkte mit Nutzer-abhängigen Zugriffsrechten </li></ul></ul><ul><ul><li>Gewährleistung der Sicherheit von Raumfahrtaktivitäten </li></ul></ul><ul><ul><li>Schutz der Bevölkerung vor Wiedereintritten und Asteroiden Einschlägen </li></ul></ul><ul><ul><li>Überprüfung der Einhaltung internationaler Richtlinien zur Friedlichen Nutzung des Weltraums </li></ul></ul>

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