DEDRA

Ungefähr 200 Jahre später, im Zeitalter der Raumfahrt, verschmutzt der Mensch nicht mehr nur die Erde, sondern auch den Weltraum. Inzwischen kreisen mehr als 9000 Tonnen Weltraumschrott um die Erde – Tendenz steigend.

Unter Weltraumschrott versteht man menschengemachte und nicht mehr funktionsfähige Objekte im Erdorbit. Dazu gehören ausgediente Satelliten, Raketenstufen und Trümmer von Kollisionen oder Explosionen.

Diese Objekte rasen mit mehreren Kilometern pro Sekunde durch den Weltraum und machen selbst kleinste Teile zu gefährlichen Geschossen. Eine Kollision mit Weltraumschrott kann verheerende Folgen haben. Schon ein winziges Trümmerstück kann durch seine hohe Geschwindigkeit erhebliche Schäden an Satelliten und Raumstationen verursachen, die zu Funktionsstörungen oder zum Totalverlust führen können. Solche Unfälle gefährden die Weltrauminfrastruktur, auf die wir täglich in Form von GPS und Satellitenkommunikation angewiesen sind. Im schlimmsten Falle bedrohen sie sogar die Sicherheit von Astronauten. Erst im Juni mussten Astronauten auf der ISS Notfall Protokolle einleiten aufgrund erhöhte Kollisionsgefahr mit Weltraumschrott.

Ein weiteres Problem ist das Kessler-Syndrom, benannt nach dem NASA-Wissenschaftler Donald J. Kessler. Es beschreibt das Szenario, in dem die Dichte von Weltraumschrott in der Erdumlaufbahn einen kritischen Punkt erreicht, wodurch Kollisionen zwischen Trümmerteilen immer wahrscheinlicher werden. Diese Kollisionen erzeugen weitere Trümmerteile, wodurch das Risiko weiterer Zusammenstöße exponentiell steigt. Diese Kettenreaktion könnte den erdnahen Weltraum so stark verschmutzen, dass zukünftige Weltraummissionen und der Betrieb von Satelliten unmöglich werden.

Die Raumfahrt wäre massiv beeinträchtigt. Geplante Missionen, einschließlich bemannter Flüge, würden riskant und teuer. Startfenster müssten präzise berechnet werden, um Kollisionen zu vermeiden. Zusätzliche Schutzmaßnahmen wären erforderlich, was die Komplexität und die Kosten jeder Mission erheblich erhöhen würde.

Das Kessler-Syndrom hätte langfristige Auswirkungen auf die internationale Raumfahrt und könnte den Fortschritt der Menschheit im Weltraum um Jahrzehnte zurückwerfen. Dies verdeutlicht auf dramatische Weise die dringende Notwendigkeit,
den Weltraumschrott zu kontrollieren und zu reduzieren. Ohne internationale Zusammenarbeit und effektive Strategien zur Vermeidung und -beseitigung von Weltraumschrott könnte der erdnahe Orbit unbewohnbar werden, was die Zukunft der Raumfahrt und der satellitengestützten Technologien ernsthaft gefährden würde.

Deshalb haben wir, eine Gruppe motivierter Studierender, beschlossen, DEDRA zu entwickeln: den Debris Density and Retrieval Analysis Sensor. Der Sensor ist die Payload des Satelliten move-iii, der ebenfalls von Studierenden der WARR entwickelt und gebaut wird. Das Ziel von DEDRA ist es, die kleinsten Teile von Weltraumschrott und kleinen Meteoroiden zu untersuchen und zu vermessen. Vor allem geht es darum, detaillierte Informationen darüber zu sammeln, wie viele dieser kleinen Objekte existieren, und wie schwer sie sind und wie schnell sie sich bewegen. Diese Daten sind essenziell, um die Genauigkeit der Modelle für Weltraummüll zu überprüfen und zu verbessern, die von der ESA und der NASA erstellt werden. Diese Modelle sind für Wissenschaftler:innen und Ingenieur:innen unerlässlich, um vorherzusagen, wo sich Trümmer im Weltraum befinden werden. Das kann die Sicherheit von Satelliten und Weltraummissionen maßgeblich beeinflussen. Zudem ermöglicht es die Überwachung des menschlichen Fußabdrucks und die Entwicklung von Maßnahmen gegen die Vermüllung.

Der DEDRA-Sensor ist eine hohle Box mit Dimensionen von nur 10x10x10 cm. Sie ist an einer Seite geöffnet. Schrottpartikel gelangen durch diese Öffnung in den Sensor und prallen an der Innenseite ab. Da die Teilchen mit mehreren Kilometern pro Sekunde fliegen, werden sie ionisiert und in positiv und negativ geladene elektrische Teilchen aufgespalten. Eine äußerst sensitive und schnelle Ausleseelektronik erfasst und speichert die dabei entstehenden Ladungssignale. Aus diesen Signalen können wir die Masse und Geschwindigkeit der Teilchen bestimmen. Mit diesen Daten können die Modelle der ESA und NASA ergänzt und validiert werden, um Missionen besser planen zu können und den menschlichen Fußabdruck im All zu bestimmen.

Der Sensor wird von einem Team aus fast 20 Studierenden entwickelt, die verschiedene Hintergründe in den Bereichen Aerospace, Maschinenbau, Informatik, Physik und mehr haben. Wenn ihr mehr über den DEDRA Sensor oder andere Projekte von MOVE lernen oder mitmachen möchtet, schreibt uns gerne auf Instagram: warr.move 🙂