Skip to main content
Top

2024 | OriginalPaper | Chapter

Aktive Beseitigung von Weltraumschrott zur Aufrechterhaltung und Weiterentwicklung des Ökosystems Weltraum

Authors : Alin Olimpiu Albu-Schäffer, Thomas Dekorsy, Gerhard Grunwald, Wolfgang Riede, Stefan Scharring, Máximo A. Roa

Published in: Strategischer Wettbewerb im Weltraum

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

Activate our intelligent search to find suitable subject content or patents.

search-config
loading …

Zusammenfassung

Kommunikations- und Erdbeobachtungssatelliten, Raketen und zukünftige Serviceinfrastrukturen im Erdorbit sind auf kollisionsfreie Flugbahnen angewiesen. Schon jetzt, zu Beginn des Aufbaus gigantischer Satellitenkonstellationen ist es eine große technische und kommerzielle Herausforderung, die Nutzung der knappen Ressource „Umlaufbahn“ zu sichern und aufrecht zu erhalten. Weltraumschrott wie Raketenoberstufen bzw. nicht mehr kontrollierbare Satelliten führt zwangsläufig zu Kollisionen und damit zu einer kaskadierenden Zunahme kleinerer Objekte des Weltraummülls, wie bereits mehrfach geschehen. Die aktive Beseitigung des derzeitigen Weltraumschrotts (Active Debris Removal) ist eine notwendige Voraussetzung für die Weiterentwicklung des Ökosystems erdnaher Weltraum. Dieser Beitrag beschreibt Technologien, die heute schon dazu geeignet sind, die Kollisionsrisiken von aktuellem Weltraumschrott mit funktionierenden Weltraumsystemen zu reduzieren. Ihr Anwendungspotential geht deutlich über reines Active Debris Removal hinaus: Sie können auch signifikant zum nachhaltigen Ausbau des Ökosystem Weltraums beitragen, wenn sie in dessen ökonomischen und ökologischen Kontext eingebettet werden.

Dont have a licence yet? Then find out more about our products and how to get one now:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Footnotes
1
Vgl. u. a. die Beiträge von Antje Nötzold, Andrea Rotter sowie Nina Stary und Maria Jahnke in diesem Band.
 
2
Vgl. den Beitrag von Daniel Lambach und Luca Wesel in diesem Band.
 
3
Vgl. European Space Agency. Space debris by the numbers. Stand 11. August 2022. https://​www.​esa.​int/​Space_​Safety/​Space_​Debris/​Space_​debris_​by_​the_​numbers.
 
4
Vgl. Erwin, Sandra. 2022b. Tracking debris and space traffic a growing challenge for U.S. military. Space News, 9. August. https://​spacenews.​com/​tracking-debris-and-space-traffic-a-growing-challenge-for-u-s-military.
 
5
Vgl. OECD. 2020. Space Sustainability – the Economics of Space Debris in Perspective. OECD Science, Technology, and Industry Policy Papers.
 
6
Die Bogensekunde ist eine Einheit, um die Größe von Winkeln im Gradmaß anzugeben.
 
7
Vgl. Scharring, Stefan et al. 2021b. LARAMOTIONS: a conceptual study on laser networks for near-term collision avoidance for space debris in the low Earth orbit. Applied Optics. 60 (31): 24–36.
 
8
Vgl. Wagner, Paul; Clausen, Tim. 2022. APPARILLO: a fully operational and autonomous staring system for LEO debris detection, CEAS Space Journal. 14: 303–326.
 
9
Vgl. Yanagisawa, T.; Kurosaki, H. 2012. Shape and motion estimate of LEO debris using light curves. Advances in Space Research. 50 (1): 136–145.
 
10
Vgl. Vananti, A.; Schildknecht, T.; Krag, H. 2017. Reflectance spectroscopy characterization of space debris. Advances in Space Research. 59 (10): 2488–2500.
 
11
Vgl. Kucharski, Daniel et al. 2018. High Sampling Rate Photometry of Spinning Satellites for Nano-Perturbation Detection. 2018 AMOS Conference Proceedings.
 
12
Vgl. Nussbaum, Max et al. 2022. Spectral Light Curve Simulation for Parameter Estimation from Space Debris. Aerospace. 9 (8): 403.
 
13
Vgl. Bonnal, Christophe. 2022. Some highlevel reflections on how to catalyze Active Debris Removal (ADR). 6th European Workshop on Space Debris Modelling & Remediation, Mailand.
 
14
Vgl. Mc Knight, Darren et al. 2021. Identifying the 50 statistically-most-concerning derelict objects in LEO, Acta Astronautica. 181: 282–29.
 
15
Vgl. Debra, Werner. 2018. ESA to investigate links between debris removal and satellite servicing. Space News, 21. März. https://​spacenews.​com/​esa-to-investigate-links-between-debris-removal-and-satellite-servicing.
 
16
Vgl. EU Project PERASPERA. 2022. Plan European Roadmap and Activities for Space Exploitation of Robotics and Autonomy. https://​www.​h2020-peraspera.​eu.
 
17
Vgl. Beyer, Ralph et al. 2018. CAESAR: Space Robotics Technology for Assembly, Maintenance, and Repair. 69th International Astronautical Congress (IAC) Bremen.
 
19
Vgl. Astroscale. 2022. Astroscale’s ELSA-d Mission Successfully Completes Complex Rendezvous Operation. https://​astroscale.​com/​astroscales-elsa-d-mission-successfully-completes-complex-rendezvous-operation.
 
20
Vgl. Phipps, Claude R. et al. 2010. Review: Laser-Ablation Propulsion, Journal of Propulsion and Power. 26 (4): 609–637.
 
21
Vgl. Scharring et al. (2021a, b).
 
22
Vgl. Phipps et al. (2010).
 
23
Vgl. Phipps, Claude R. 2014. A laser-optical system to re-enter or lower low Earth orbit space debris. Acta Astronautica. 93: 418–429.
 
24
Vgl. Rubenchik, A. M.; Erlandson, A. C.; Liedahl, D. 2012. Laser system for space debris cleaning. AIP Conference Proceedings. 1464 (1): 448–455.
 
25
Vgl. Phipps (2014).
 
26
Vgl. Erwin, Sandra. 2022a. Space Force wants to help fund technologies to recycle, reuse or remove space debris. Space News, 5. Januar. https://​spacenews.​com/​space-force-wants-to-help-fund-technologies-to-recycle-reuse-or-remove-space-debris.
 
27
Vgl. Bonnal (2022).
 
28
Vgl. Soulard, Rémi et al. 2014. ICAN: A novel laser architecture for space debris removal. Acta Astronautica. 105 (1): 192–200.
 
29
Vgl. Boháček, Petr. 2021. Peaceful Use of Lasers in Space. UN Office of Disarmament. https://​front.​un-arm.​org/​wp-content/​uploads/​2021/​05/​PULS_​Submission-to-UNODA_​reARES7536.​pdf.
 
30
Vgl. Weeden, Brian; Samson, Victoria. 2022. Global Counterspace Capabilities – An Open Source Assessment. Secure World Foundation.
 
31
Vgl. Hakima, Houman; Emami, Reza M. 2018. Assessment of active methods for removal of LEO debris. Acta Astronautica. 144: 225–243.
 
32
Vgl. Foust, Jeff. 2022. House committee questions FCC orbital debris rule. Space News, 29. September. https://​spacenews.​com/​house-committee-questions-fcc-orbital-debris-rule.
 
Literature
go back to reference Beyer, Ralph et al. 2018. CAESAR: Space Robotics Technology for Assembly, Maintenance, and Repair. 69th International Astronautical Congress (IAC) Bremen. Beyer, Ralph et al. 2018. CAESAR: Space Robotics Technology for Assembly, Maintenance, and Repair. 69th International Astronautical Congress (IAC) Bremen.
go back to reference Bonnal, Christophe. 2022. Some highlevel reflections on how to catalyze Active Debris Removal (ADR). 6th European Workshop on Space Debris Modelling & Remediation, Mailand. Bonnal, Christophe. 2022. Some highlevel reflections on how to catalyze Active Debris Removal (ADR). 6th European Workshop on Space Debris Modelling & Remediation, Mailand.
go back to reference Hakima, Houman; Emami, Reza M. 2018. Assessment of active methods for removal of LEO debris. Acta Astronautica. 144: 225–243.CrossRef Hakima, Houman; Emami, Reza M. 2018. Assessment of active methods for removal of LEO debris. Acta Astronautica. 144: 225–243.CrossRef
go back to reference Kucharski, Daniel et al. 2018. High Sampling Rate Photometry of Spinning Satellites for Nano-Perturbation Detection. 2018 AMOS Conference Proceedings. Kucharski, Daniel et al. 2018. High Sampling Rate Photometry of Spinning Satellites for Nano-Perturbation Detection. 2018 AMOS Conference Proceedings.
go back to reference Mc Knight, Darren et al. 2021. Identifying the 50 statistically-most-concerning derelict objects in LEO, Acta Astronautica. 181: 282–291. Mc Knight, Darren et al. 2021. Identifying the 50 statistically-most-concerning derelict objects in LEO, Acta Astronautica. 181: 282–291.
go back to reference Nussbaum, Max et al. 2022. Spectral Light Curve Simulation for Parameter Estimation from Space Debris. Aerospace. 9 (8): 403.CrossRef Nussbaum, Max et al. 2022. Spectral Light Curve Simulation for Parameter Estimation from Space Debris. Aerospace. 9 (8): 403.CrossRef
go back to reference OECD. 2020. Space Sustainability – the Economics of Space Debris in Perspective. OECD Science, Technology, and Industry Policy Papers. OECD. 2020. Space Sustainability – the Economics of Space Debris in Perspective. OECD Science, Technology, and Industry Policy Papers.
go back to reference Phipps, Claude R. 2014. A laser-optical system to re-enter or lower low Earth orbit space debris. Acta Astronautica. 93: 418–429.CrossRef Phipps, Claude R. 2014. A laser-optical system to re-enter or lower low Earth orbit space debris. Acta Astronautica. 93: 418–429.CrossRef
go back to reference Phipps, Claude R. et al. 2010. Review: Laser-Ablation Propulsion, Journal of Propulsion and Power. 26 (4): 609–637.CrossRef Phipps, Claude R. et al. 2010. Review: Laser-Ablation Propulsion, Journal of Propulsion and Power. 26 (4): 609–637.CrossRef
go back to reference Rubenchik, A. M.; Erlandson, A. C.; Liedahl, D. 2012. Laser system for space debris cleaning. AIP Conference Proceedings. 1464 (1): 448–455.CrossRef Rubenchik, A. M.; Erlandson, A. C.; Liedahl, D. 2012. Laser system for space debris cleaning. AIP Conference Proceedings. 1464 (1): 448–455.CrossRef
go back to reference Scharring, Stefan et al. 2021a. Ablative collision avoidance for space debris in the Low Earth Orbit by a single multi-kJ pulse from a ground-based laser. 2021 AMOS Conference Proceedings. Scharring, Stefan et al. 2021a. Ablative collision avoidance for space debris in the Low Earth Orbit by a single multi-kJ pulse from a ground-based laser. 2021 AMOS Conference Proceedings.
go back to reference Scharring, Stefan et al. 2021b. LARAMOTIONS: a conceptual study on laser networks for near-term collision avoidance for space debris in the low Earth orbit. Applied Optics. 60 (31): 24–36.CrossRef Scharring, Stefan et al. 2021b. LARAMOTIONS: a conceptual study on laser networks for near-term collision avoidance for space debris in the low Earth orbit. Applied Optics. 60 (31): 24–36.CrossRef
go back to reference Soulard, Rémi et al. 2014. ICAN: A novel laser architecture for space debris removal. Acta Astronautica. 105 (1): 192–200.CrossRef Soulard, Rémi et al. 2014. ICAN: A novel laser architecture for space debris removal. Acta Astronautica. 105 (1): 192–200.CrossRef
go back to reference Vananti, A.; Schildknecht, T.; Krag, H. 2017. Reflectance spectroscopy characterization of space debris. Advances in Space Research. 59 (10): 2488–2500.CrossRef Vananti, A.; Schildknecht, T.; Krag, H. 2017. Reflectance spectroscopy characterization of space debris. Advances in Space Research. 59 (10): 2488–2500.CrossRef
go back to reference Wagner, Paul; Clausen, Tim. 2022. APPARILLO: a fully operational and autonomous staring system for LEO debris detection, CEAS Space Journal. 14: 303–326.CrossRef Wagner, Paul; Clausen, Tim. 2022. APPARILLO: a fully operational and autonomous staring system for LEO debris detection, CEAS Space Journal. 14: 303–326.CrossRef
go back to reference Weeden, Brian; Samson, Victoria. 2022. Global Counterspace Capabilities – An Open Source Assessment. Secure World Foundation. Weeden, Brian; Samson, Victoria. 2022. Global Counterspace Capabilities – An Open Source Assessment. Secure World Foundation.
go back to reference Yanagisawa, T.; Kurosaki, H. 2012. Shape and motion estimate of LEO debris using light curves. Advances in Space Research. 50 (1): 136–145.CrossRef Yanagisawa, T.; Kurosaki, H. 2012. Shape and motion estimate of LEO debris using light curves. Advances in Space Research. 50 (1): 136–145.CrossRef
Metadata
Title
Aktive Beseitigung von Weltraumschrott zur Aufrechterhaltung und Weiterentwicklung des Ökosystems Weltraum
Authors
Alin Olimpiu Albu-Schäffer
Thomas Dekorsy
Gerhard Grunwald
Wolfgang Riede
Stefan Scharring
Máximo A. Roa
Copyright Year
2024
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-42602-6_22

Premium Partner