Jeden Tag kehren etwa drei große Fragmente ausgedienter Satelliten und verbrauchter Raketenstufen in die Erdatmosphäre zurück. Ihre endgültige Flugbahn und ihr Verhalten während des Abstiegs bleiben jedoch sehr schwer vorherzusagen, was ein ständiges Risiko für die Flugsicherheit und die Bevölkerung darstellt.
Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher der Johns Hopkins University und des Imperial College London einen originellen Ansatz entwickelt. Er basiert auf der Verwendung seismischer Sensoren, um die von diesen Objekten erzeugten Schockwellen zu verfolgen: den Überschallknall beim Durchqueren der Atmosphäre und den finalen Aufprall am Boden. Eine Methode, die in Echtzeit Informationen über den Standort der Fragmente liefern könnte.
Die Trümmer eines Starship zerschneiden den Himmel Diese neue Technik wurde beim Orbitalmodul der Shenzhou-17-Mission getestet, das im April 2024 abstürzte. Die Analyse der Daten von 127 seismischen Sensoren in Kalifornien ermöglichte die Rekonstruktion seiner Flugbahn, die letztendlich etwa 40 Kilometer von den ursprünglichen Vorhersagen abwich.
Den Wissenschaftlern zufolge kann diese Methode zwar nicht den genauen Aufprallpunkt bestimmen, verkürzt aber die für die Lokalisierung der Bodenfragmente benötigte Zeit erheblich. Diese Geschwindigkeit erleichtert die Bergung potenziell giftiger Trümmer und begrenzt so die Gefahren für Umwelt und öffentliche Gesundheit.
Die künftige Integration von akustischen Sensoren könnte die Möglichkeiten dieser Überwachung noch erweitern. Diese Geräte, die in der Lage sind, Geräusche über große Entfernungen zu erfassen, könnten Wiedereintritte auch über den Ozeanen verfolgen, wo nur wenige Radardaten verfügbar sind.
Ein Vorfall im November 2022 verdeutlichte die Grenzen der derzeitigen Systeme. Zu diesem Zeitpunkt mussten Teile des Luftraums in Spanien und Frankreich wegen des Durchflugs eines großen Teils einer chinesischen Rakete gesperrt werden, was zu erheblichen Flugverspätungen und hohen Kosten führte. Dieser Vorfall unterstrich die Notwendigkeit besserer Überwachungswerkzeuge.
Dieser Fortschritt, dessen Ergebnisse in der Zeitschrift
Science veröffentlicht wurden, ermöglicht ein besseres Verständnis darüber, wie Satelliten bei ihrer Rückkehr zerfallen. Er hilft, die Risiken für Sachwerte und Menschen besser einzuschätzen und ebnet den Weg für ein effektiveres Weltraummanagement.
Schockwellen und ihre Detektion durch seismische Sensoren
Schockwellen oder Überschallgeräusche entstehen, wenn ein Objekt die Schallgeschwindigkeit in der Luft überschreitet. Diese Schwingungen breiten sich durch die Atmosphäre aus und können von weltweit verteilten Netzwerken seismischer Sensoren erfasst werden.
Diese Sensoren, die ursprünglich zur Erfassung von Erdbeben entwickelt wurden, zeichnen Bodenbewegungen mit hoher Genauigkeit auf. Sie reagieren auf Schwankungen, die durch Ereignisse wie Explosionen oder den Vorbeiflug schneller Objekte verursacht werden, und wandeln diese Schwingungen in elektrische Signale um.
Wenn Weltraumschrott mit hoher Geschwindigkeit in die Atmosphäre eintritt, erzeugt er eine Schockwelle, die sich über Hunderte von Kilometern ausbreitet. Durch die Analyse der Ankunftszeit dieser Signale an verschiedenen Sensoren können Forscher die Flugbahn und Geschwindigkeit des Objekts berechnen.
Diese Technik ermöglicht eine Echtzeitüberwachung, ohne ausschließlich auf Radar angewiesen zu sein, bietet eine breitere Abdeckung und ermöglicht einen schnellen Zugriff auf Daten zur Verbesserung der Sicherheit.
Quelle: Science