Die innovativen Lösungen der NASA zur effizienten Beseitigung von Weltraummüll

Die Analyse neuer Daten legt dies nahe NASA Seine Partner haben möglicherweise kostengünstigere Wege gefunden, um das wachsende Problem der Trümmer in der Umlaufbahn anzugehen, als bisher angenommen.

Das Büro für Technologie, Politik und Strategie der NASA hat einen neuen Bericht veröffentlicht, der der Führung der Agentur neue Einblicke in die Messung der von Trümmern in der Umlaufbahn ausgehenden Risiken bietet.

„Die erhöhte Aktivität in der Erdumlaufbahn hat uns alles gebracht, von schnellerer Bodenkommunikation bis hin zu einem besseren Verständnis unseres sich verändernden Klimas“, sagte Charity Weeden, die das OTPS der NASA leitet. „Diese wachsenden Möglichkeiten führen zu einer zunehmend überfüllten Weltraumumgebung. Diese Studie ist Teil der Arbeit der NASA, unser Verständnis dieser Umgebung, wie in der kürzlich veröffentlichten Weltraum-Nachhaltigkeitsstrategie dargelegt, durch die Anwendung einer wirtschaftlichen Perspektive auf dieses kritische Thema rasch zu verbessern.“

der Bericht, Kosten-Nutzen-Analyse der Minderung, Verfolgung und Sanierung von orbitalen Trümmernist die zweite Phase der Arbeit von OTPS zur Bewältigung technischer und wirtschaftlicher Unsicherheiten im Zusammenhang mit Trümmern in der Umlaufbahn.

Simulation von orbitalen Trümmern um die Erde, die die Anzahl der Objekte in der geosynchronen Region zeigt. Bildnachweis: NASA ODPO

Fortschritt gegenüber früheren Berichten

OTPS Erster Bühnenbericht, veröffentlicht im Jahr 2023, lieferte erste Informationen für politische Entscheidungsträger, die nach Kosten-Nutzen-Analysen für Maßnahmen zur Beseitigung von Trümmern in der Umlaufbahn suchten, einschließlich der Bewegung, Entfernung oder Wiederverwendung von Objekten. Der neue Bericht hat die Qualität der Schätzungen der Risiken für Raumfahrzeuge durch Trümmer in der Umlaufbahn verbessert. Diese neuen Schätzungen decken alles ab, von den größten Trümmern im Weltraum bis hin zu millimetergroßen Fragmenten. Der Bericht erweitert auch den Fokus der OTPS-Teams auf Maßnahmen, die die Entstehung neuer Trümmer eindämmen und vorhandene Trümmer verfolgen können.

„Diese Studie ermöglicht es uns, mit der Beantwortung der Frage zu beginnen: Was sind die kostengünstigsten Maßnahmen, die wir ergreifen können, um das wachsende Problem mit Trümmern in der Umlaufbahn anzugehen?“ sagte NASA-Analyst Jericho Locke, Hauptautor des Berichts. „Indem wir alles in Dollar messen, können wir den Schutz von Raumfahrzeugen direkt mit der Verfolgung kleinerer Trümmer oder der Entfernung von 50 großen Trümmerstücken mit der Entfernung von 50.000 kleineren Teilen vergleichen.“

Innovative Methoden zur Risikomessung

Der neue OTPS-Bericht unterscheidet sich von früheren Studien zu Trümmern in der Umlaufbahn dadurch, dass er die von Weltraummüll ausgehenden Risiken direkt abschätzt und nicht Risikoindikatoren wie die Anzahl der Trümmerteile im Orbit. Darüber hinaus misst es das Risiko in Dollar – durch die Modellierung der Kosten, die den Betreibern durch das Manövrieren von Raumfahrzeugen zur Vermeidung von Trümmern, durch die Bewältigung einer engen Annäherung und durch Schäden oder Verluste durch den Aufprall von Trümmern entstehen könnten. Die Studie simuliert, wie sich die Trümmerumgebung in der Umlaufbahn über einen Zeitraum von 30 Jahren entwickelt.

Bewerten Sie kostengünstige Strategien

Insgesamt vergleicht die Studie die Kosteneffizienz von mehr als 10 verschiedenen Maßnahmen, die ergriffen werden können, um das Risiko von Trümmern in der Umlaufbahn zu verringern, wie z. B. Abschirmung, Verfolgung kleiner Trümmer oder Behandlung großer Trümmer. Letztendlich möchte das Team die Kosteneffizienz von Kombinationen verschiedener Verfahren, sogenannten Portfolios, bewerten.

Die Analyse des Berichts greift gängige umsichtige Maßnahmen auf, die die Weltraumgemeinschaft in der Vergangenheit als kosteneffiziente Ansätze zur Unterstützung der Nachhaltigkeit im Weltraum angesehen hat. Beispielsweise geht der Bericht davon aus, dass einige Methoden zur Behandlung von Trümmern ebenso wertvoll sein könnten wie die Beseitigung von Trümmern. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass das schnelle Verlassen der Umlaufbahn älterer Raumfahrzeuge eine kostengünstige Möglichkeit zur Risikominderung darstellt. Solche Erkenntnisse könnten den NASA-Führungskräften und der Weltraumgemeinschaft neue Überlegungen im Umgang mit dem Problem der Trümmer in der Umlaufbahn liefern.

Zukunftspläne und öffentliche Zugänglichkeit

OTPS plant, den zur Erstellung der Studie verwendeten Forschungscode öffentlich zu veröffentlichen. Das Forschungsteam plant, seine Arbeit zum Verständnis von Trümmern in der Umlaufbahn und zu verschiedenen Ansätzen für den Umgang damit fortzusetzen und wird sein Wissen mit Interessengruppen teilen.