GRAZ / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die kontinuierliche Zunahme von Satelliten im Erdorbit stellt die Raumfahrt vor neue Herausforderungen. Mit der Einführung einer innovativen Laser-Technologie zur präzisen Vermessung von Weltraumschrott und Satelliten könnte sich die Art und Weise, wie wir den Weltraum überwachen, grundlegend ändern.
Die Anzahl der Satelliten, die die Erde umkreisen, hat sich in den letzten Jahren drastisch erhöht. Diese Entwicklung bringt nicht nur Vorteile, sondern auch erhebliche Risiken mit sich, insbesondere durch die steigende Menge an Weltraumschrott. Aktuell befinden sich etwa 10.000 aktive Satelliten im Orbit, während rund 40.000 größere Schrottobjekte und über eine Million kleinere Teile eine potenzielle Gefahr darstellen.
Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Forscher am Observatorium Lustbüchel in Graz eine neue Methode zur Entfernungsmessung entwickelt. Diese nutzt einen Megahertz-Laser, der sowohl für die Vermessung von Satelliten als auch von Weltraumschrott geeignet ist. Der Laser arbeitet mit einer Wiederholrate von bis zu 1.000.000 Einzelmessungen pro Sekunde, was eine bisher unerreichte Präzision ermöglicht.
Die bisher verwendeten Systeme waren auf unterschiedliche Laser für Satelliten und Weltraumschrott angewiesen. Während ein Laser mit 0,8 Watt und einer Pulsdauer von 10 Pikosekunden für Satelliten mit Retroreflektoren eingesetzt wurde, kam für Weltraumschrott ein leistungsstärkerer 16-Watt-Laser mit längerer Pulsdauer zum Einsatz. Diese Systeme hatten jedoch Einschränkungen in Bezug auf die Messgenauigkeit und die Flexibilität.
Die neue Technologie vereint die Vorteile beider Systeme und ermöglicht hochpräzise Messungen sowohl von Satelliten als auch von Weltraumschrott. Dies ist besonders wichtig, da Weltraumschrott keine Retroreflektoren besitzt und daher schwerer zu vermessen ist. Die hohe Leistung des neuen Lasers erlaubt es, auch diffuse Reflexionen von Schrottobjekten zu detektieren.
Ein weiterer Vorteil der neuen Methode ist die Möglichkeit, bestehende astronomische Teleskope in Europa für die Vermessung von Weltraumschrott zu nutzen, ohne dass diese über einen eigenen Laser verfügen müssen. Dies könnte die internationale Zusammenarbeit bei der Überwachung des Weltraums erheblich verbessern.
Die Forscher konnten mit dem neuen System bereits beeindruckende Ergebnisse erzielen. So wurden bis zu 2.000.000 erfolgreiche Messungen in nur 15 Sekunden durchgeführt, was die Normal-Point-Genauigkeit auf wenige Mikrometer reduziert. Diese Präzision ermöglicht es, versteckte Details in den Messungen zu erkennen und das Rotationsverhalten von Weltraumschrott zu analysieren.
Die genaue Kenntnis der Umlaufbahn und der Rotation von Weltraumschrott ist entscheidend für die Planung zukünftiger Missionen zur Entsorgung dieser Objekte. Zudem tragen präzise Entfernungsmessungen zu Satelliten zur Definition des globalen terrestrischen Referenz-Koordinatensystems bei, was für die Erdbeobachtung und die Navigation von großer Bedeutung ist.
Die Einführung dieser neuen Laser-Technologie könnte einen bedeutenden Beitrag zur Sicherheit und Nachhaltigkeit von Weltraummissionen leisten. Die Forschungsergebnisse wurden in einem Fachartikel in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht und zeigen das Potenzial dieser Technologie für die Zukunft der Raumfahrt.
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