SpaceDebris

MASTER:

Die Grundlage der raumfahrttechnischen Arbeiten am Institut Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig ist die Kenntnis und Anwendung der allgemeinen und höheren Bahnmechanik. Einen wesentlichen Forschungsschwerpunkt bildet die Modellierung der Bewegung und Verteilung aller künstlichen Objekte auf Erdumlaufbahnen (Weltraummüll). Auf diesem Gebiet wurde in der jüngeren Vergangenheit intensiv im Rahmen des Projektes MASTER (ESA's Meteoroid and Space Debris Terrestrial Environment Reference Model) gearbeitet. MASTER ist das europäische Modell zur Abschätzung des Risikos durch Hochgeschwindigkeitseinschläge von Raumfahrt-Rückständen auf Satelliten. MASTER wurde unter der Leitung des Institutes Raumfahrtsysteme in Zusammenarbeit mit mehreren europäischen Partnern im Auftrag der ESA entwickelt. MASTER liegt ein sehr komplexes Modell der Weltraumumgebung zugrunde, um die räumliche Dichte und die Geschwindigkeitsverteilung der Weltraummüllobjekte einschließlich natürlicher Meteoriten zu bestimmen. MASTER bietet eine realitätsnahe Darstellung der erdnahen Weltraummüllumgebung. Es ermöglicht Satellitenbetreibern eine Analyse der Einschlagswahrscheinlichkeiten von Weltraummüll auf Satelliten.

 

 

MASTER-2009 gehört zu den weltweit führenden Modellen für die Darstellung der erdnahen Weltraummüllumgebung. Es berücksichtigt alle relevanten Quellen von Weltraummüll. Das Modell beruht auf der Simulation von Ereignissen, bspw. Explosionen oder Kollisionen von Raumfahrzeugen, bei denen einzelne Fragmente erzeugt wurden. Bei der Simulation werden verschiedene Wolken von Fragmenten generiert und dessen Verteilung über der Zeit analyisert. Die unterschiedlichen Umlaufbahnen der simulierten Objekte werden dabei unter Berücksichtigung aller in der Realität auftretenden Bahnstörungen bis zu einem bestimmten Zeitpunkt fortgerechnet. Auf diese Weise lässt sich die Verteilung des Weltraummülls zum heutigen Zeitpunkt bestimmen. Wichtige Ereignisse, bei denen Weltraummüll in erheblichem Umfang erzeugt wurde, sind z.B. die Freisetzung von Schlackepartikeln aus Feststoffmotoren, Explosionen von Raketenoberstufen sowie Austritte von Flüssigmetalltropfen aus in der Umlaufbahn eingesetzten Kernreaktoren. Neuste

Erkenntnisse deuten zudem auf die Zersetzung von Mehrschichtisolierfolien hin, welche ebenfalls modelliert werden. Unter anderem kann somit eine Flussdichteverteilung aller Objekte bis hin zum geostationären Orbit erstellt werden.

 

Eine besondere Herausforderung besteht darin, die Übereinstimmung des von MASTER vorhergesagten Objektflusses mit den Beobachtungen bodengestützter Radars und Teleskope zu gewährleisten. Zu diesem Zweck wurde das ESA-PROOF 2009 Tool ebenfalls federführend am Institut für Raumfahrtsysteme entwickelt. Dieses Programm kann Weltraummüll-Beobachtungskampagnen simulieren. Es ermöglicht so eine korrekte Interpretation der Beobachtungsergebnisse hinsichtlich der modellierten Weltraummüll-Population.

 

 

Über die Beantragung eines kostenlosen Zugangs im Space Debris User Portal der ESA ist es möglich möglich eine digitale Version von MASTER-2009 zu beziehen.

 

Die Entwicklung von MASTER-2009 und PROOF-2009 erfolgte durch das Institut für Raumfahrtsysteme der TU Braunschweig. Unterstützung erfolgte durch EADS Astrium Satellites.