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CHEOPS musste Weltraumschrott ausweichen

Weltraumschrott bedroht zunehmend Raketen, die internationale Raumstation und Satelliten. Anfang Oktober musste das Weltraumteleskop CHEOPS wegen eines Trümmerteils eines chinesischen Satelliten ein Ausweichmanöver durchführen.

Der CHEOPS-Satellit musste einem Stück Weltraumschrott ausweichen. Bild Credit: ESA/NASA, Montage: G. Schwarz

Solche Annäherungen können brandgefährlich sein, denn Objekte im Erdorbit schiessen mit der vielfachen Geschwindigkeit einer Gewehrkugel durchs All. Kollidiert ein Teil von nur 1 cm Durchmesser mit einem anderen Objekt, so wird die Energie einer explodierenden Handgranate freigesetzt.

Im Fall von CHEOPS zeigten die Berechnungen, dass das Schrotteil bei seiner grössten Annäherung auf gefährliche 500 Meter an das Weltraumteleskop herankommen würde. Der radiale Abstand hätte gar nur 13 Meter betragen. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision: 1:10’000. «Dies mag auf den ersten Blick nicht sehr dramatisch wirken. Doch bei den enormen Geschwindigkeiten der Satelliten kann eine minimale Bahnabweichung fatale Folgen haben», erklärt Broeg. «Im Fall einer Kollision mit dem chinesischen Satellitenteil hätte dies die Zerstörung des Weltraumteleskops CHEOPS bedeuten können.»

Christoph Broeg ist CHEOPS Projektmanager an der Universität Bern und Mitglied des Nationalen Forschungsschwerpunkt (NFS) PlanetS. Image Credit: University of Bern

Kollisionswarnung der Europäischen Weltraumorganisation ESA

Das Space Debris Office der ESA verfolgt tausende von Teilen, die unkontrolliert in einer Erdumlaufbahn (Orbit) umherfliegen. Kommt eines einem aktiven Satelliten oder einer Raumkapsel nahe, so gibt das Office eine Warnung heraus und schlägt eine Orbitkorrektur vor.

Üblicherweise werden solche Kollisionswarungen 3 bis 7 Tage vor der nächsten Annäherung des Objekts herausgegeben. Im aktuellen Fall kam die Warnung sehr kurzfristig, weshalb schnell über ein Ausweichmanöver entschieden werden musste. Da nur zwei Mal täglich Kontakt zum Satelliten besteht, musste das Kommando zur Orbitkorrektur einen halben Erdorbit früher an den Bordcomputer von CHEOPS gesendet werden.

«Wir haben uns für einen Orbit entschieden, der 56 Meter unterhalb der bisherigen Flugbahn liegt», sagt Christopher Broeg. Für die Kurskorrektur mussten die Instrumente des Teleskops aus Sicherheitsgründen am 1. Oktober heruntergefahren werden. Am 2. Oktober um 0:52 Uhr UTC zündete der Bordcomputer die Steuerdüsen von CHEOPS für 1,5 Sekunden und korrigierte den Orbit erfolgreich. Danach konnte das Weltraumteleskop wieder in den Betriebsmodus hochgefahren werden. Das Schrotteil flog schliesslich am 2. Oktober um 1:41 Uhr UTC mit einer Relativgeschwindigkeit von 3’140 Meter pro Sekunde in einer Distanz von rund 1 Kilometer an CHEOPS vorbei, ohne Schaden anzurichten.

In der Missionsplanung ist man davon ausgegangen, dass es jährlich zu maximal drei Kollisonswarnungen und einer effektiven Orbitkorrektur kommt. «Für das CHEOPS-Team war es die erste Warnung, weshalb zu Beginn die Aufregung schon gross war», sagt Broeg.

Und die Bilanz des Vorfalls? CHEOPS verbrauchte eine vernachlässigbare Menge an Treibstoff; ein Tag Beobachtungszeit ging verloren und die Beobachtungsplanung musste neu erstellt werden.

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