Ein Schwarm Raumschiffe weicht beim Klettern Weltraumschrott aus, um dem Zorn der Sonne zu entkommen

Im Missionskontrollzentrum der Europäischen Weltraumorganisation baut sich Druck auf. Ein Satellit der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) weicht einem mysteriösen Stück Weltraumschrott aus, das nur wenige Stunden vor einer möglichen Kollision entdeckt wurde.

Dies bedeutet, dass ein wichtiger Schritt auf der Reise des Raumfahrzeugs in einen sichereren Himmel schnell verschoben werden muss, da die mit der Intensivierung des Sonnenzyklus verbundene heftige Sonnenaktivität die Erdatmosphäre verzerrt und droht, den Satelliten aus der Umlaufbahn zu ziehen …

Schwarm? von Fehlern?

nicht genau – Schwarm Es ist eigentlich die Aufgabe der ESA, sie aufzuspüren Rätsel zum Magnetfeld der Erde. Es besteht aus drei Satelliten, A, B und C – liebevoll bekannt als Alpha, Bravo und Charlie.

was ist passiert?

Ein kleines Stück künstlichen Schrotts, der unseren Planeten umkreist – bekannt als Weltraummüll – Es wurde am 30. Juni um 16:00 Uhr MEZ (10:00 Uhr EDT) gesehen, als es auf Alpha zuraste. Von der Strecke wurde eine mögliche Kollision nur acht Stunden später, kurz nach Mitternacht, vorhergesagt. Die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls war groß genug, dass der Alpha sie brauchte, um schnell aus dem Weg zu gehen.

Sternbild Schwarm. Swarm ist die erste Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten der Europäischen Weltraumorganisation. Seine Mission ist es, einen der mysteriösesten Aspekte unseres Planeten aufzudecken: das Magnetfeld. Bildnachweis: ESA-P. Karl, 2013

Es gibt Müll im Weltraum?

viel davon. Fragmente alter Raketen und Satelliten und kleine Trümmerteile vergangener Kollisionen und chaotischer Lawinen kreisen um unseren Planeten. Jedes kleine Stück kann einen Satelliten massiv beschädigen, während ein größerer Satellit den Satelliten zerstören und eine große Menge neuer Trümmer erzeugen kann.

War dies das erste Mal, dass dies passierte?

dieser Tag? Dürfen. Je? Auf keinen Fall. Jeder ESA-Satellit muss durchschnittlich zwei Ausweichmanöver pro Jahr durchführen – und dabei sind nicht alle Warnungen eingerechnet, die er erhält, die letztlich kein Ausweichmanöver erfordern.

Das Bild zeigt die Solaranlage von Sentinel-1A vor und nach dem Aufprall eines Millimeterteilchens auf dem zweiten Panel. Der Durchmesser der Schadstelle beträgt ca. 40 cm, was dieser Struktur mit einem Schlaganteil von weniger als 5 mm entspricht. Kredit ESA

Was ist dann die große Sache?

Ausweichmanöver – bekannt als „Kollisionsvermeidungsmanöver– Es erfordert viel Planung. Sie müssen sicherstellen, dass Sie den Satelliten nicht in eine neue Umlaufbahn bringen, die ihn dem Risiko weiterer Kollisionen aussetzt, und Sie müssen berechnen, wie Sie mit dem geringsten Treibstoffverbrauch und dem Verlust wissenschaftlicher Daten in Ihre ursprüngliche Umlaufbahn zurückkehren .

Das Office of Space Debris der Europäischen Weltraumorganisation analysiert Daten des US-Weltraumüberwachungsnetzwerks und warnt die Flugsteuerungs- und Flugdynamikteams der ESA vor einer möglichen Kollision, normalerweise mehr als 24 Stunden, bevor sich das Trümmerstück dem Satelliten nähert.

In diesem Fall erhielten wir nur acht Stunden Vorlauf.

Schlimmer noch, der Alarm bedeutete, dass Team Swarm jetzt plötzlich gegen zwei Stunden raste. Ein weiteres Manöver war nur wenige Stunden nach der möglichen Kollision geplant und musste abgesagt werden, um Alpha genügend Zeit zu geben, sich vom Wrack zu entfernen. Auch dieses Manöver war sehr zeitkritisch und musste innerhalb eines Tages komplett neu geplant, neu berechnet und durchgeführt werden.

Was war das andere Manöver?

Alpha und Charlie kletterten, um dem Zorn der Sonne zu entgehen. Beide Satelliten mussten in 10 Wochen 25 Manöver durchführen, um ihre neuen, höheren Umlaufbahnen zu erreichen. Eines der Alpha-Manöver war für einige Stunden nach der möglichen Kollision geplant.

Solar Cycle 25 Forecast, NOAA, Juli 2022. Die Anzahl der Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche nimmt in Sonnenzyklen von etwa 11 Jahren zu und ab. Unser Stern tritt derzeit in eine sehr aktive Phase seines 25. Sonnenzyklus ein. Kredit: NOAA

Warten Sie, die Sonne tötet die Satelliten?

Unsere Sonne tritt in einen sehr aktiven Teil einSonnenzyklus‚ Sofort. Diese Aktivität erhöht die Dichte der oberen Erdatmosphäre. Die Satelliten laufen durch „dickere“ Luft, was sie verlangsamt und erfordert, dass sie begrenzten Treibstoff an Bord verbrauchen, um im Orbit zu bleiben. Alpha und Charlie bewegten sich in einen weniger dichten Teil der Atmosphäre, wo sie im Orbit bleiben und hoffentlich noch viele Jahre wissenschaftliche Daten sammeln und Missionen verlängern konnten!

Was wäre passiert, wenn es dieses Manöver nicht gegeben hätte?

Alpha hätte auf Charlie zudriften können, und die Umlaufbahnen der beiden Satelliten hätten sich bald gekreuzt. Dies hätte dazu geführt, dass sich Swarms gesamte Mission „überschnitten“ hätte, was ihre Fähigkeit, Wissenschaft zu betreiben, einschränkte, bis eine andere Reihe von Manövern Alpha und Charlie neu ausrichtete.

Ist der Schwarm jetzt in Ordnung?

Team Swarm hat Reaktionszeit für einen olympischen Sprinterwettbewerb verdient. In Zusammenarbeit mit dem Flight Dynamics-Team im ESA-Missionskontrollzentrum planten und führten sie die Ausweichaktion in nur vier Stunden durch und planten dann das andere Manöver neu und führten es innerhalb von 24 Stunden aus.

Alpha ist jetzt sicher davor, dieses Wrack zu treffen, und hat seinen Aufstieg in sicherere Himmel neben Charlie abgeschlossen. Aber da draußen gibt es eine Menge Trümmer, und es zeigt sich ohne Vorwarnung, dass sie einen Satelliten bedrohen könnten.

Die Lasermessstation der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) auf Teneriffa richtet ihren grünen Laser in den Himmel. Bildnachweis: ESA

Wie halten Ihre Teams mit all diesen Kollisionswarnungen Schritt?

Mit neuer Technologie, nachhaltigerem Verhalten und indem wir die Verantwortung für Weltraumschrott sehr ernst nehmen. ESA ist Aufbau neuer Technik Um mehr Trümmer zu verfolgen, entwickeln Neue mathematische Werkzeuge Dies wird uns helfen, die schnell wachsende Zahl von Ausweichmanövern zu planen, auszuführen und zu handeln Leitregeln Das begrenzt die Menge an neuem Müll, den wir und andere Satellitenbetreiber dem Problem hinzufügen. Wir arbeiten sogar an Möglichkeiten, größere Trümmerstücke einzufangen und sie mithilfe von Orbit aus dem Orbit zu entfernenRaumklaue„.