AG Space Debris

Space Debris

Die Space Debris Gruppe des Instituts für Raumfahrtsysteme gehört zu den führenden Expertenteams auf dem Gebiet der Modellierung der Weltraummüllumgebung (Space Debris). Relevante Tools, die in diesem Zusammenhang im Auftrag der ESA entwickelt wurden, sind MASTER (Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference) und PROOF (Program for Radar and Optical Observation Forecasting). Weitere wichtige Standbeine der Space Debris Gruppe sind Langzeitsimulationen der Weltraummüllumgebung sowie Space Situational Awareness (SSA). Im Bereich der Langzeitsimulationen nehmen Wissenschaftler der Gruppe im Rahmen der Delegation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) an den Treffen des Inter Agency Space Debris Coordination Committee (IADC) teil. Unter Berücksichtigung der aktuellen Trends innerhalb der Raumfahrt wie dem Aufbau von Megakonstellationen wird SSA, also der Überblick über die aktuellen und zukünftigen Positionen so vieler Objekte im Erdorbit wie möglich, immer wichtiger, um auch weiterhin Missionen erfolgreich und sicher durchführen zu können. 

Arbeitsgebiete

Space Debris Modellierung

• Modellierung einzelner Quellen: Explosions- und Kollisionsfragmente, Schlackepartikel, Aluminiumoxidstaub, NaK-Tropfen, Auswurfpartikel (Ejecta), Partikelablösung durch Oberflächenalterungsprozesse, Mikrometeoriten
• Simulation von Erzeugungsereignissen: Vorhersage der zeitlichen und räumlichen Verteilung von Objekten auf beliebigen Umlaufbahnen
• Simulation von historischen und aktuellen Fragmentierungsereignissen

Space Debris Langzeitsimulation

• Analyse des Einflusses von Vermeidungsmaßnahmen auf die zukünftige Weltraummüllumgebung
• Analyse von kollisionsbedingten Kettenreaktionseffekten (Kaskadeneffekt)

Space Debris Risikoanalyse

• Partikelflussanalysen auf Satellitenflächen
• Analyse der Penetrations- und Ausfallwahrscheinlichkeit

Space Debris Beobachtung

• Auslegung optischer Sensoren und Radare (monostatisch, bistatisch, phased array)
• Planung von Messkampagnen
• Analyse von Sensornetzwerken und deren Performance
• Sensor-Tasking

Bahnmechanik

• Bahnpropagation
• Bahnverfolgung
• Initiale und präzise Bahnbestimmung

Space Debris Kosten-Nutzen-Analyse

• Schutzmaßnahmen für Satelliten
• Wirtschaftlichkeit von Vermeidungsmaßnahmen

Orbitale Kernreaktoren

• Risikoanalyse für den Einsatz auf Erdumlaufbahnen
• Wiedereintrittsvorhersage