SpaceDebris

DRAMA:

DRAMA ist eine integrierte Tool Umgebung, die das Abschätzen von Risiken einer Satellitenmission erlaubt. Darüberhinaus bietet es die Möglichkeit Maßnahmen zur Minimierung dieser Risiken abzuwägen. Das Akronym DRAMA steht für Debris Risk Assessment and Mitigation Analysis. DRAMA wurde für die ESA/ESOC entwickelt. Es werden fünf integrierte Programme bereitgestellt, die unter einer grafischen Oberfläche vom Anwender bedient werden können:

  • ARES: Assessment of Risk Event Statistics (entwickelt durch DEIMOS Space S.L.U),
  • MIDAS: MASTER(-based) Impact Flux and Damage Assessment (entwickelt durch das Institut für Raumfahrtsysteme),
  • OSCAR: Orbital Spacecraft Active Removal (entwickelt durch das Institut für Raumfahrtsysteme),
  • CROC: Cross Section of Complex Bodies (entwickelt durch DEIMOS Space S.L.U),
  • SARA: Bodies (Re-Entry) Survival and Risk Analysis (gepflegt durch ESOC/ESA).

 

 

Über die Beantragung eines kostenlosen Zugangs im Space Debris User Portal der ESA ist es möglich möglich eine digitale Version der Software zu beziehen.

Die Programme ARES und MIDAS arbeiten durch eine integrierte Schnittstelle mit MASTER-2009 zusammen, um Informationen zur Space Debris Umgebung abzurufen. ARES kann abschätzen wieviele Ausweichmanöver eine Satellite bis zum Ende seiner Mission durchführen muss. Es berücksichtigt dabei die Unsicherheiten der betrachteten Trajektorie und des genutzten Objektkatalogs.   

Das Programm MIDAS ist ein Werkzeug, um den voraussichtlichen Schaden auf den Oberflächen, wie bspw. Solarpanelen herzuleiten. Die Abschätzung basiert auf statistischen Größen, wie dem Kollisionsfluss, welcher durch die Schnittstelle zu MASTER-2009 bereitgestellt wird. Durch den Anwender können mehrere Oberflächen konfiguriert werden. Dabei kann die Orientierung der Flächen (Erd-orientiert, Sonnen-fest oder raumfest), die Flächeninhalte, die Abschirmmethoden, und Materialeigenschaften, wie Dicke und Dichte festgelegt werden. Basierend auf sogenannten Ballistic Limit Equations (BLEs) kann die Wahrscheinlichkeit und Anzahl der Einschläge auf der Oberfläche in Abhängigkeit der Partikelgröße oder -masse hergeleitet werden.

 

Das Dritte Programm OSCAR erlaubt es verschiedene Manöver nach dem Missionsende zu simulieren, um Space Debris zu vermeiden. Es stehen neben Hohmann-Manöver mit konventionellen chemischen Antrieben auch elektrische Antriebe, Seilsysteme und Oberflächenvergrößernde Maßnahmen als Optionen für die Simulation bereit. OSCAR kann zusätzlich auf verschiedene Methoden zur Vorhersage der solaren und geomagnetischen Aktivität zurückgreifen, um für längere Zeiträume, bspw. 200 Jahre, eine Abschätzung für die Wiedereintrittssimulation zu liefern.

 

Zum Ende einer Mission ist SARA in der Lage eine detaillierte Wiedereintrittsanalyse durchzuführen. Hierbei wird der Zerfall des Satelliten- oder Raketenkörpers simuliert und eine Abschätzung über die resultierenden Fragmente gegeben, wovon einige auch bis zur Erdoberfläche überleben und Schaden ausrichten können. Daraus folgend wird eine Analyse zum Risiko für die Bevölkerung in der Wiedereintrittsschneise durchgeführt. Ein Objekt-orientierter Ansatz zur Modellierung des Körpers erlaubt es dem Anwender verschiedene Subsysteme und Komponenten einem übergeordneten Körper zuzuordnen. Eine Materialdatenbank kann genutzt und erweitert werden, damit den Subsystemen und Komponenten nicht nur eine Form, und Dimension, sondern auch Materialeigenschaften zugewiesen werden können.
Um dem Anwender einen benutzerfreundliche Hilfe zur Berechnung der Querschnittsfläche von Raumfahrzeugen zu bieten, wurde das fünfte Programm CROC (CRoss-sectional area Of Complex bodies) für DRAMA 2.0 von DEIMOS Space S.L.U entwickelt. In der grafischen Oberfläche kann der Anwender ein 3D-Modell eines Raumfahrzeugs erstellen. In drei verschiedenen Einstellungen kann die Querschnittsfläche des Objektes unter Annahmen zu seiner Orientierung (keine Bewegung, Bewegung um definierte Achse(n), frei-taumelnd).