Weltraum-Schrott und sein Wiedereintritt

[mcnoch]

AW: Weltraum-Schrott und sein Wiedereintritt

Es gibt mal wieder einen prominenten Vertreter für das allgemeine Weltraumschrott-Thema. Der ESA-Satellit GOCE (Gravity Ocean Circulation Explorer) wird voraussichtlich Mitte Oktober auseinander brechen und dann abstürzen. Der Satellit fliegt missionsbedingt auf einem sehr niedrigen Orbit von nur 260 km. Dort ist der Satellit - trotz seiner besonders aerodynamischewn Bauweise, die ihm den Spitznamen Weltraum-Ferrari einbrachte - bereits einem erheblichen Luftwiderstand ausgesetzt, der ihn normalerweise sehr schnell soweit verlangsamen würde, dass er seinen Orbit nicht mehr halten könnte und abstürzen würde. Aus diesem Grunde hat ein Ionen-Antrieb den Satelliten ständig beschleunigt und so die Geschwindigkeit konstant gehalten. Nun wird der Treibstoff aber bald komplett aufgebraucht sein und der Satellit dann immer weiter und immer schneller absinken wird, eher der volle Absturz folgt. Sehr wahrscheinlich wird er dann auf einer Höhe von 70-80 km auseinander brechen.

Da der Treibstoffverbrauch situationsbedingt ist, kann noch kein genaues Endedatum genannt werden. Das Zeitfenster liegt zwischen Ende September und Mitte November, wobei Mitte Oktober der wahrscheinlichste Zeitraum ist. Der größte Teil des Satelliten wird beim Wiedereintritt verglühen, aber ca. 250 kg könnten bis zur Erde gelangen und sich dort über einem Gebiet von ca. 900 Quadratkilometern verteilen. Auch wenn der Eintritt unkontrolliert erfolgt besteht keine besondere Sorge, da der Satellit sehr viel kleiner und leichter ist, als div. andere, die vor ihm abgestürzt sind.

In Zukunft sollen solche unkontrollierten Abstürze schon bei der Konstruktion der Mission vermieden werden, diese 2008 verabschiedeten Grundsätze konnten aber bei dem schon fertig entwickelt und gebauten GOCE nicht mehr umgesetzt werden.

 

[Schorsch]

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Da kann er am Ende seiner Lebenszeit noch mal "Gravity" und "Ocean" so richtig erleben.

 

[Xena]

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Wäre schön, wenn alle ausgedienten Satelliten wieder runter kommen würden. Dann gäbe es weit weniger Schrott dort oben.

 

[mcnoch]

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Naja, runter kommen sie alle, bis hin zu denen an den Lagrange-Punkten, die Frage ist nur wann und was passiert mit ihnen bis dahin. Die neuen Regeln schreiben vor, dass Satelliten am Ende ihrer Einsatzzeit kontrolliert zum Absturz gebracht werden müssen und dabei über einem Ozean niedergehen müssen. Bleibt noch die Fallgruppe der Satelliten, die plötzlich ausfallen. Hier herrscht noch ziemliche Uneinigkeit, denn wenn sich der Satellit unkontrolliert bewegt, kann man ihn auch nicht kontrolliert zu Abstutz bringen. Zudem würde dies die Chancen Missionen zu verlängern reduzieren.

Viel mehr Sorgen bereiten die un-regulierten Trümmerteile von Raketen und die ganzen Altlasten, die in immer mehr kleine Teile zerbrechen. Hier nimmt man wenigstens mittlerweile das Thema ernst genug, dass die Ideen und Überlegungen eine gewisse professionelle Evolution durchlaufen konnten und es nun eine Reihe von durchaus realistischen Vorschlägen gibt, auf denen man weiter aufbauen und vielleicht mal mit einem Prototypen erste praktische Erfahrungen sammeln kann. Zur gleichen Zeit triebt man ja das Thema Einsatzzeitverlängerungen bei Satelliten durch Nachbetanken voran. Hier ist die ESA vorne mit dabei. Aber auch dies ist nur eine Lösung für die Zukunft, nicht für die existierenden Systeme.

 

[mcnoch]

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Voraussichtlich ab heute wird bei GOCA der Druck im Treibstoffsystem unter den Wert von 2,5 bar und damit unter die konstruktionstechnische Mindestanforderung fallen. Da es immer noch eine gewisse Reservemarge gibt, ist die Unterschreitung dieser Mindestanforderung nicht gleich das tatsächliche Ende, aber sehr viel länger als ein paar Tage wird es nicht mehr reichen. Man geht davon aus, dass spätestens Ende Oktober endgültig Schluss ist. Die Ingenieure beobachten dies sehr genau und erhoffen sich auch neue Erkenntnisse über das Funktionieren des Ionen-Antriebs in diesem Zustand, wo ein Gleichgewicht zwischen Tankinnendruck udn dem übrigen Treibstoffsystem herrscht. Nach dem endgültigen Ausfall des Antriebes wird es dann noch einige Zeit dauern, bis der Satellit immer tiefer in die Erdatmosphäre eintaucht und schließlich so stark abgebremst wird, dass er abstürzt. Auch hier erhofft man sich aus genauen Beobachtungen noch neue wissenschaftliche Erkenntnisse.

 

[Rhönlerche]

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Wieso streicht Ihr denn hier meine gestrige Bemerkung über den Kino-Film Gravity?
Der zeigt immerhin, natürlich auf Hollywood-Art und in 3D, wie ein Shuttle, die ISS, eine russische und eine chinesische Station durch Weltraumschrott zerdeppert werden, und wie der ganze Scherbenhaufen wieder eintritt.

 

[mcnoch]

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Ich frage mal bei dem Kollegen nach der das gemacht hat. Vielleicht sah er dies als Werbung an.

 

[mcnoch]

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GOCE hat dann doch noch das Wochenende mitnehmen wollen und ist dann erst heute ausgefallen.
Daraufhin wurde planmäßig die Mission beendet.

ESA?s GOCE mission comes to an end / Press Releases / For Media / ESA

 

[mcnoch]

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Die letzten Instrumente von GOCE werden noch ca. 2 Wochen funktionieren, danach wird dann der beständige Geschwindigkeitsverlust dazu führen, dass der Satellit abzustürzen beginnt. Dies wird nicht so steil verlaufen wie bei einem ATV oder vergleichbaren Systemen, die kontrolliert zum Absturz gebracht werden. Nach ESA Berechnungen werden ca. 50 Bruchstücke mit einem Gesamtgewicht von ca. 275 kg den Abstieg überstehen und auf der Erdoberfläche aufschlagen, mit größter Wahrscheinlichkeit auf eine Wasserfläche, aber dies kann man bis zuletzt nicht genau vorhersagen und je nach Ablauf der Phase, in der der 1,1 t Satellit auseinander bricht, können die Bruchstücke sich auch etwas weiter verteilen und so die Gefahrenzone deutlich vergrößern.

Es gab in den letzten Jahren eine ganze Reihe von größeren Satelliten, die mehr oder minder ungesteuert auf die Erde zurückgestützt sind ohne größeren Schaden anzurichten, Phobos-Grunt, Upper Atmosphere Research Satellite, ROSAT und noch einige mehr. Statistisch gesehen stürzt übrigens jeden Tag ein größeres Teil Weltraum-Schrott auf die Erde zurück. Die Schäden sind dabei meist sehr gering geblieben, da der größte Teil der Erde von Wasser bedeckt ist und auch die Landmassen nur zu einem bestimmten Teil dicht genug bevölkert sind, um die Wahrscheinlichkeit eines fatalen Schadens stark ansteigen zu lassen.

 

[mcnoch]

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Heute Abend oder in der Nacht zu Montag wird GOCE voraussichtlich auseinander brechen und abstürzen. Vorhersagen über die mögliche Trümmereinschlagszone sind erst mit Beginn des Absturzes möglich.

 

[mcnoch]

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Der Satellit sinkt immer weiter ab. Um 16:40 Uhr war er auf einer Höhe von 133 km, die Sinkgeschwindigkeit liegt bei ca. 1,5 km pro Stunde. Bleibt dies unverändert, wird es bis ca. 2 Uhr zum Absturz gekommen sein, weil der Satellit dann zu niedrig und langsam ist. Um 14:37 UTC gab es noch mal eine Funkverbindung über die KSAT Station Svalbard, dabei wurde das Gradiometer abgeschaltet. Der besonders genaue GPS-Empfänger funktioniert aber weiterhin einwandfrei. Die Temperaturen im vorderen Bereichen steigen beständig an. Die Temperatur im Bereich der CPU liegt derzeit bei 40°, dies ist noch okay.

 

[mcnoch]

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Um 19:56 Uhr wurde GOCE 126 km über Kiruna erfasst, nächster erwarteter Kontakt um 20:50 Uhr über der Antarktis. Die Temperatur an der CPU liegt nun bei 50°C. Der Satellit sinkt nun mit einer Geschwindigkeit von über 2 km pro Stunde ab. Der Absturz steht jetzt unmittelbar bevor. Da weite Teile der Erde in diesem Höhenbereich nicht mit Radar überwacht werden, ist das erste Anzeichen für den Absturz meist, dass er bei einem erwarteten Beobachtungspunkt nicht mehr auftaucht. Dann wird er irgendwo zwischen den beiden Meldepunkten abgestürzt sein und man grenzt die Absturzzone schrittweise ein, so es nicht eine Sichtmeldung z.B. durch ein Flugzeug oder vom Boden gibt.

 

[mcnoch]

AW: Weltraum-Schrott und sein Wiedereintritt

Die Troll-Station am Südpol hatte während des planmäßigen Überfluges erneut Kontakt mit GOCE.
Nächste Kontaktmöglichkeit besteht um 22:16 Uhr, wieder durch die Troll-Station, kurz vor dem erwarteten Absturzfenster zwischen 22:30 und 0:30 Uhr.
Die Temperatur am Bordcomputer lag bei 54° C.

 

[Rhönlerche]

AW: Weltraum-Schrott und sein Wiedereintritt

Hier gibt es auch noch updates:
GOCE Re-Entry - SPACEFLIGHT101

 

[mcnoch]

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Auch diesmal konnte die norwegische Antarktis-Station GOCE wieder auffassen. Jetzt kommen die kritischen Umlaufbahnen, die aber abgesehen von der Antarktis und Australien fast komplett über Wasser führen. Die Gefahr eines Schadens am Boden ist bei den nächsten beiden Umläufen also sehr gering, damit aber auch die Wahrscheinlichkeit einen genauen Absturzort und -zeitpunkt festzustellen.

Die Lagekontrolle des Satelliten funktioniert immer noch einwandfrei, die Temperatur im Computerkern liegt jetzt aber schon bei 64°C, bei einzelnen Baugruppen sogar schon bei 80°C.
Nächster Kontaktpunkt wieder über Troll ist um 23:42 Uhr. Schaut euch mal die Umlaufbahn-Plotts auf der von Rhönlerche geposteten Seite an, dann wird klarer, warum derzeit Troll der einzige Kontaktpunkt ist.

 

[mcnoch]

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GOCE hat biszuletzt durchgehalten.

Um 23:42 Uhr gab es noch mal Kontakt mit der Troll-Station. Der Satellit war da schon auf 120 km Höhe abgesunken, aber trotz Temperaturen von 80°C am Rechnerkern und 84°C an der Batterie war die Lagesteuerung noch voll funktionsfähig. Weitere Kontaktmöglichkeiten verstrichen dann ohne Kontakt, so dass davon ausgegangen wird, dass er spätestens um 1 Uhr abgestürzt ist. Zu dieser Zeit befand er sich auf einer Umlaufbahn, die ihn über Sibirien, den Westpazifik, den östlichen Indischen Ozean und Südpol geführt hat. Man wertet jetzt alle möglichen Beobachtungsquellen aus, in diesen wenig bevölkerten Regionen, tw. auch fernab aller Flugstraßen ist aber die Wahrscheinlichkeit einer Sichtung eher gering, aber man weiß nie.

 

[mcnoch]

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ESA und United States Strategic Command, USSTRATCOM haben als Absturzzeitpunkt 00:16 Uhr festgelegt und geben als Absturzort 60 Grad West und 56 Grad Süd, nahe den Falkland Inseln im Süd-Atlantik an.

 

[mcnoch]

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Es gibt sogar ein Abschiedsfoto von GOCE.

Bill Chater schoß gegen 21:20 Uhr Ortszeit (00:20 Uhr unserer Zeit) dieses Foto von den Falkland-Inseln aus und hat es über Twitter um die Welt geschickt. Er schrieb “Driving southwards at dusk, it appeared with bright smoke trail and split in 2 before splitting again into more and going on north.”

Man kann sehen, wie der Satellit schon in mehrere Teile zerbrochen ist, ein kleiner Teil fliegt vorweg, ein anderer hängt schon zurück, in der Mitte das Hauptfeld mit den meisten Teilen.

 

[mcnoch]

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Mal wieder etwas Neues, diesmal von der JAXA
http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/projekt-gegen-weltraumschrott-japan-wirft-die-angel-aus-a-945252.html

 

[Nummi]

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Also vor 2019 ist an den Start der Weltraumputze nicht zu denken