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20.09.11 · 11:43 Uhr
UARS und ROSAT: Zwei Satelliten stürzen auf die Erde
Kategorie: Naturwissenschaften·Technik·Umwelt · Kommentare: 41
Demnächst werden zwei ausgediente Satelliten auf die Erde stürzen: Der "Upper Atmosphere Research Satellite (UARS)" der NASA und der deutsche Röntgensatellit ROSAT . Müssen wir uns deswegen Sorgen machen?
Naja - was diese konkreten Fälle angeht, muss man nicht allzu viel Angst haben. Dass Satelliten auf die Erde stürzen ist nicht wirklich außergewöhnlich. Das passiert quasi ständig. Denn die künstlichen Objekte befinden sich nicht im tiefen All sondern meistens nur ein paar hundert Kilometer von der Erdoberfläche entfernt. Dort gibt es zwar fast keine Erdatmosphäre mehr - aber eben nur fast. Ein bisschen was ist da immer noch und die entstehende Reibung bremst lässt die Satelliten an Höhe verlieren. Auch die ISS in 380 Kilometern Höhe verliert zwischen 50 und 150 Meter pro Tag und muss regelmäßig wieder angehoben werden damit sie nicht komplett abstürzt. Das gilt auch für die Satelliten und wenn die keinen Treibstoff mehr haben, dann lässt sich ihre Bahn nicht mehr korrigieren und sie sinken der Erde langsam aber sicher entgegen. 60 bis 80 Tonnen pro Jahr an Satellitenmaterial fallen vom Himmel, schätzt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Das meiste davon verglüht allerdings in der Atmosphäre und erreicht den Erdboden nicht.
Manchmal aber hat ein Satellit besonders kompakte Teile oder Teile, die aus besonders hitzebeständigen Material bestehen. Die können dann unter Umständen tatsächlich den Erdboden erreichen. UARS ist so ein Fall. Der Satellit wurde 1991 ins All geschickt; sein Ziel war es, die Erde zu beobachten. Er sollte die oberen Schichten der Atmosphäre untersuchen, zum Beispiel die Ozonschicht und herausfinden, wie sie sich unter dem Einfluss der Menschen verändert. Das hat er auch getan - aber irgendwann ist jeder Satellit am Ende. Der Treibstoff ist alle, der Sonnenwind und die kosmische Strahlung haben die Instrumente ruiniert und dann hat sich der Satellit zu einem Stück Weltraummüll gewandelt. Der wird langsam wirklich zum Problem, hauptsächlich deswegen, weil in bestimmten Regionen bald kein Platz mehr ist für neue Satelliten und die Chancen steigen, dass intakte Geräte mit Weltraummüll zusammenstoßen und zerstört werden. Der erdnahe Müll macht normalerweise weniger Probleme, früher oder später verglüht er sowieso in der Atmosphäre. UARS hat nun aber ein paar Teile, die aller Wahrscheinlichkeit nach nicht verglühen werden. Die NASA-Techniker haben berechnet, dass 26 Trümmer den Eintritt in die Atmosphäre überleben werden. Das größte davon wird 158 Kilogramm wiegen, vier weitere haben ein Gewicht von 60, 45, 25 und 27 Kilogramm (der Rest weniger als 5 Kilogramm). Das klingt jetzt erst mal nicht soooo gefährlich und ist es auch nicht. Die Chancen, dass irgendein Mensch auf der Erde durch die Trümmer zu Schaden kommt, liegt bei 0.03 Prozent. Oder anders gesagt: mit einer Wahrscheinlichkeit von 99.97 Prozent passiert überhaupt nichts. Die Trümmer werden ins Meer fallen oder auf unbewohnte Gebiete. Auch wenn mittlerweile über 7 Milliarden Menschen auf der Erde wohnen, ist der Großteil ihrer Oberfläche immer noch menschenleer.
Deswegen sind auch Schlagzeilen wie "NASA-Satellit bedroht Moskau" nicht sonderlich sinnvoll. Exakt vorhersagen, wann er so tief in die Atmosphäre eingedrungen ist, dass er auseinanderbricht, ist nicht möglich. Man weiß momentan nur, dass es vermutlich am 24. September der Fall sein wird; vielleicht einen Tag früher oder später. Die Bahn von UARS ist um 57 Grad gegenüber dem Äquator der Erde geneigt. Das bedeutet, dass er auch nur auf Gebiete stürzen kann, die zwischen 57 Grad nördlicher und 57 Grad südlicher Breite liegen. Mit 55 Grad nördlicher Breite liegt Moskau zwar tatsächlich im möglichen Zielgebiet - aber auch mehr oder weniger der ganze Rest der Welt. UARS umkreist die komplette Erde alle 96 Minuten einmal. Erst wenige Stunden vor dem eigentlichen Wiedereintritt könnte man also sagen, wo es passieren wird. Aber wie gesagt: es besteht nicht wirklich Grund, jetzt Angst zu haben. Zu 99.97 Prozent wird nichts passieren.
Das gilt auch für den deutschen Satellit ROSAT. Der wurde 1990 ins All geschickt und hat 9 Jahre lang durchgehalten. Irgendwann im Oktober wird er voraussichtlich auf die Erde fallen und dabei vermutlich nicht vollständig verglühen. Die Wahrscheinlichkeit, dass hier ein Mensch durch Trümmerteile zu Schaden kommt, ist höher als bei UARS. Allerdings nicht viel. Die Chance, dass niemanden etwas passiert liegt bei 99.95 Prozent.
Die bevorstehenden Satellitenabstürze sind also kein Grund zur Panik. Sie weisen aber eindrucksvoll auf das Problem des Weltraummülls hin. Um dessen Lösung werden wir uns nicht drücken können, wenn wir weiter Raumfahrt betreiben wollen (und sie aufzugeben können wir uns nicht unbedingt leisten). Die Wissenschaftler machen sich ja schon länger Gedanken darüber. Aber den Schrott im All einzusammeln ist leider nicht so einfach wie den Dreck auf der Straße zu entfernen. Außerdem ist die extraterrestrische Müllentsorgung teuer. Man muss genauso viel Zeit und Geld investieren wie in eine normale Weltraummission nur dass man am Ende nichts gewonnen sondern nur ein wenig Müll entfernt hat. Viele Satelliten werden mittlerweile auch am Ende ihrer Lebenszeit auf eine ausreichend hohe "Parkbahn" geschossen, wo sie niemanden mehr stören. Aber auch hier muss man wieder Treibstoff "verschwenden", den man benutzen hätte können, um den Satelliten noch ein wenig länger zu betreiben und mit ihm noch ein wenig länger Geld zu verdienen (die meisten Satelliten im All fliegen dort ja zu kommerziellen Zwecken). Es gibt bis jetzt noch keine internationalen und allgemein verpflichtenden Richtlinien. Es steht den Nationen und Konzernen also weiterhin frei, den erdnahen Weltraum vollzumüllen...
Wer mehr über den Weltraumschrott lernen will, dem empfehle ich die Folge Nr. 7 des "Raumzeit"-Podcast bei dem Tim Pritlove mit Holger Krag vom ESA Space Debris Office das Thema in aller Ausführlichkeit bespricht. Wer bei UARS auf dem Laufenden bleiben will, soll regelmäßig auf der entsprechenden Seite der NASA vorbeischauen, dort gibt es immer aktuelle Updates - oder dem Twitteraccount von @UARS_Reentry folgen. Und auch das DLR hat eine eigene Seite zu ROSAT, sogar mit Video (das ich hier leider nicht einbinden kann).
Autor: Florian Freistetter· 41 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
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Kommentare (41)
Da war ja die Wahrscheinlichkeit, dass ich ein TouchPad bei NBB bekomme höher, als dass jemand von einem Trümmerteil getroffen wird. ;-)
Interessanter Artikel. Mal sehen, was die Boulevardpresse daraus macht.
Und die Wahrscheinlichkeit, dass man selbst von einem Trümmerteil getroffen wird liegt ja bei P = 0.03 / 7*10^9 = 4.3 * 10^-12 :o)
@David Gruber:
0.03%, nicht 0.03 = 3% ! Es sind also sogar zwei Größenordnungen weniger.
Der Grund, warum (meist geostationäre) Satelliten auf eine höhere Parkbahn geschoben werden, ist aber nicht, Weltraumschrott und Abstütze zu vermeiden, sondern um den Platz für einen Nachfolgesatelliten freizumachen. Das ist dann auch wirtschaftlich sinnvoll, weil ja auch der Nachfolger wieder Geld verdient. Im geostationären Orbit wird's nämlich langsam eng.
@David: Da war noch ein Prozentzeichen, also 4.3*10^-14.
Mal das Hauptergebnis nachrechnen: Erdoberfläche=5*10^13 m^2, gibt erstmal 2*10^-14 pro Kopf, dann gehen die unerreichbaren Polargebiete ab, und dann ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Satelliten in der Nähe der geographischen Breiten gleich oder knapp unter der Bahnneigung am größten, wo die Bevölkerungsdichte groß ist und die Kontinente breit sind (über dem Äquator mit Wüste und Urwald saust er schnell vorbei), kann also hinkommen.
Jaaaa schon, aber........ist dir aufgefallen, dass die Namen der beiden von hinten gelesen "Srau Tasor" ergeben, und dass das auf Alt-Maya nichts anderes bedeutet, als: "2012 ist Schluss!" ?...
Ich finde 0,03 % jetzt auch nicht so extrem gering: da werden sich doch sicher ein paar deftige Panikartikel bei den üblichen Verdächtigen finden lassen.
Ansonsten danke für den guten Post!
Das verstehe ich nicht: "weil im erdnahen Weltraum selbst bald kein Platz mehr ist für neue Satelliten und die Chancen steigen, dass intakte Geräte mit Weltraummüll zusammenstoßen und zerstört werden. Der erdnahe Müll macht normalerweise weniger Probleme, früher oder später verglüht er sowieso in der Atmosphäre."
Ist beim ersten Mal statt "erdnah" was anderes gemeint? Oder ist der Komparativ "weniger" falsch?
@Roland: Ok, das war etwas verwirrend. Habs anders formuliert.
@Tom und Ralf:
danke. Habe mich in der Schnelle verrechnet :-)
Also bei 10^-14 mach ich mir erst mal keine Sorgen...
Wenn man bedenkt, dass die Wahrscheinlichkeit im Lotto zu gewinnen ca 10^8 mal höher liegt, dann erst recht nicht.
Warum werden eigentlich einige Satelliten auf eine höhere Parkbahn geschossen?
Da wird dann doch wieder nur ein weiterer Bereich "zugemüllt", durch den man irgendwann mal durchmöchte.
Wenn man schon den Treibstoff aufwendet wäre es doch sinnvoller den Satelliten nach unten zu schießen, damit er verglüht.
Oder?
@Ania: "Da wird dann doch wieder nur ein weiterer Bereich "zugemüllt", durch den man irgendwann mal durchmöchte. "
Naja, je weiter man nach oben geht, desto mehr Platz ist da auch. Das ist also nicht das große Problem. Es ist wahrscheinlich einfach simpler, das Ding nur nach oben zu schießen. Das kann automatisch erfolgen und man muss nicht großartig planen, steuern und überwachen. Will ich einen Satelliten aber kontrolliert zum Absturz bringen, dann ist das aufwendiger.
@Ania
Auf höhere Bahnen geschoben werden die geostationären Satelliten, die sind so weit weg von der Erde (36000 km, fast drei Erddurchmesser), da gibt' s keine bremsende Atmosphäre mehr, die Satelliten bleiben für immer da oben. Und es gibt nur genau eine geostationäre Bahn, 36 000 km hoch genau über dem Äquator, nur dort bleibt ein Satellit ortsfest am Himmel, so dass Du eine feststehende Antennenschüssel darauf ausrichten kannst. Deswegen ist diese Bahn so wertvoll.
Man parkt die alten GEO-Satelliten vermutlich deswegen weiter außen, weil neue Satelliten ja von der Erde aus von innen kommen, teilweise auf elliptischen Bahnen, teilweise auf Spiralbahnen (je nach Antrieb), den Bereich innerhalb der geostationären Bahn wird man deswegen frei halten wollen.
Tieffliegende Satelliten im niedrigen Erdorbit steuert man hingegen (wenn man noch kann, z.B. bei der Raumstation Mir) gezielt in die Atmosphäre, und zwar so, dass sie in den großen, menschenleeren Pazifik stürzen (oder das, was von ihnen eventuell nach dem Wiedereintritt noch übrig bleibt). Da gibt es eine Zone, die ist ein regelrechter Satellitenfriedhof.
Die Raumstation Skylab wollte man Ende der 70er Jahre vor dem Absturz retten, indem man sie mit einem Space-Shuttle anheben wollte, aber durch eine erhöhte Sonnenaktivität hatte sich die äußere Erdatmosphäre etwas ausgedehnt, und Skylab stürzte schneller als erwartet ab, bevor das Space Shuttle fertiggestellt war. Zum Glück stürzte sie östlich von Australien in den Pazifik.
Kann es sein, dass sie auch weiter oben eher nicht weiteren Kollisionen ausgesetzt sind und so das Problem der Produktion weiterer Kleintrümmer umgangen wird?
@Ania: Geostationäre Satelliten sind einfach zu weit oben (ca. 36000km), um sie in der Erdatmosphäre verglühen lassen zu können. Ein solches Manöver würde mehr als das 100fache an Treibstoff kosten, als so eine Parkbahn. Selbst am Anfang seiner Lebensdauer hat so ein Satellit nicht mehr genug Treibstoff dafür.
@Walim
Bei GEO-Satelliten macht das keinen Unterschied bzgl. der Kollisionsrate. Und bei LEO-Satelliten verlängert man durch ein nach-oben-Schießen nur deren Lebenszeit und macht sie damit gefährlicher für andere Satelliten. Also schießt man sie nach unten, und GEO-Satelliten nach oben, wo der meiste Platz ist. Und da ist sehr viel mehr Platz als in der niedrigen Umlaufbahn, nur die GEO-Bahn selbst ist nur ein schmaler Ring um den Äquator.
@UMa
Oh ja, wichtiger Punkt, den ich vergessen habe zu erwähnen. Die Energie, um von der geostationären Bahn zurück zur Erde zu kommen, ist viel größer als bei der niedrigen Umlaufbahn. Das Shuttle in der niedrigen Umlaufbahn brauchte seine Geschwindigkeit von rund 28000 km/h nur um 50 km/h zu senken, um den erdnächsten Punkt der Bahn so weit abzusenken, dass es tief genug in die Atmosphäre eintrat, um von dort aus ohne weiteren Raketenantrieb in die Atmosphäre hinabzugleiten, hab' ich mal gelesen.
Als die Mir in die Erdatmosphäre eintrat, hat die Bild-Zeitung eine riesen Panikmache verzapft. "Stürzt die MIR auf Deutschland" stand es da in grossen Lettern, weiter auf der letzten Seite (was schon verdächtig ist, denn für die verkaufsfördernde Fortsetzung im Innenteil gibt´s bei wichtigen Nachrichten die Seiten 2 und 3). Dort hätte dann eigentlich nur "höchstwahrscheinlich nicht" stehen müssen, doch statdessen wurde ein Geheimpapier aus dem Innenministerium gezeigt, dass der Pressemitteilung der Russen inhaltlich sehr ähnelte. Und eine große Deutschlandkarte, in der die bedeutensten Kultur-Denkmäler aufgezählt wurden, die jetzt alle durch die MIR bedroht sind. "Diese Denkmäler liegen in der Absturzzone".
Wenn man die satelliten in eine höhere "parkbahn" fliegen lässt fallen sie doch trotzdem weiter "runter" oder nicht?
Warum lässt man sie dann nicht einfach irgendwo ins meer abstürzen?
Ok man sollte erst alle Kommentare lesen bevor man eine Frage stellt; sry.
Friedhof für die Geostationären Satelliten:
http://de.wikipedia.org/wiki/Friedhofsorbit
Zielgebiet für kontrolliert abgestürzte Satelliten:
http://en.wikipedia.org/wiki/Spacecraft_cemetery
Kurios: Fast-Food-Kette versprach jeden US-Amerikaner ein Menü für den Fall, dass die MIR dieses Ziel getroffen hätte: http://www.spaceref.com/news/viewpr.html?pid=4152
@Alderamin
Was ist eigentlich mit dem zu-Schaden-kommen genau gemeint? Denn 0.03%, obwohl es wenig klingt, finde ich eine ganz schön hohe Zahl, ich hätte es auf viel weniger geschätzt. Wie wird denn das berechnet?
Ich nehme mal an, dass bei einer von 3300 "Landungen" (oder besser Abstürzen) von so einem Satelliten ein Mensch zu Schaden kommt.
@GodsBoss: "Wie wird denn das berechnet? "
Naja, man wird die gesamte Fläche betrachten, auf die der Satellit theoretisch niedergehen kann und dann schauen, welche Bereiche davon besiedelt sind. Eine ähnliche Rechnung für Meteoritentreffer hab ich hier mal beschrieben: http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2009/06/air-france-447-absturz-durch-meteoriteneinschlag.php
Florian meinte:
>Ein bisschen was ist da immer noch und die entstehende Reibung bremst die Satelliten.
Ist es nicht in Wirklichkeit so, dass Satelliten durch Luftreibung schneller werden und nicht langsamer?
T.
@Towarisch
Ja, da ist was dran. Auf einer niedrigeren Umlaufbahn ist die Bahngeschwindigkeit tatsächlich höher, da die Schwerkraft zunimmt. Wenn ein Satellit durch die Luftreibung Energie verliert, sinkt er ab, und aus dem Fall auf die niedrigere Bahn bezieht er zusätzliche Bewegungsenergie, die ihn schneller werden lässt. Bis er dann in die dichtere Atmosphäre eintritt, von da an geht's schnell abwärts, und der Satellit wird wirklich verlangsamt, während es ihn zerlegt.
@Towarisch
Orbitmechanik ist ein Hund :-)
Weil ich gerade "Failure is not an option" von Gene Kranz lese: Das musste auch Gordon Cooper beim allerersten Rendevouz-Versuch erfahren, als er intuitiv in Richtung des Targets beschleunigte und nach einer Erdumkreisung feststellen musste, dass er sich dadurch vom Target entfernt hat. Durch die Beschleunigung hat er den genau gegenüberliegenden Punkt im Orbit angehoben. Nach einer vollständigen Erdumkreisung ist er zwar ein bischen schneller geflogen als das Target, hatte aber auch den längeren Weg, was durch die höhere Geschwindigkeit nicht kompensiert wurde. Und so entfernte er sich vom Target. Die Mathematiker in Houston wussten das zwar, aber die hatte man anscheinend zuvor nicht gefragt.
uh, das ist bitter. Na gut, ich hab auch noch nie versucht, ein Rendezvous-Manöver in irgendeinem Orbit zu veranstalten ... gab es da nicht mal sowas wie "Miniweich Space Ship Simulator"? ^^
@Bullet:
http://en.wikipedia.org/wiki/Orbiter_(simulator)
Orbiter ist super!
Meine Apollo-Mission hab ich zumindest soweit gebracht, dass ich im zirkularisierten Orbit um den Mond hänge. Und das jetzt schon seit 5 Jahren :-) Für den Abstieg hats dann für einen 2-ten Versuch nicht mehr gereicht, da kam dann immer was dazwischen und der erste ging schief :-). Sollte ich mal weitermachen.
Aber so Dinge wie Orbit-Mechanik, Wechsel der Bahnebene, Aufholen im Orbit etc. sind da sehr anschaulich. Wenn du das erste mal in Florida startest und nach einigen Manövern taucht dann tatsächlich die ISS vor dir auf, an die du docken kannst (und du hast die Navigation 'ganz alleine gemacht'), das hat schon was. Allerdings hab ich meistens zu viel Sprit verbraucht :-)
Hab das mit der Reibung mal klarer formuliert.
Und "Orbiter" klingt lustig; muss ich mal ausprobieren ;)
Hi alle !
ich glaub es hat diesen link noch keiner eingebunden.
Objektiv vielleicht jetzt nicht soooo spektakulär, wenn man aber weiß was es ist finde ich es schon cool.
Eben der besprochene uars-satellit wie er sich vor ein paar tagen verhielt. hatte schon einen sehr chaotische bahn.
wenn man dann noch bedenkt, dass es amateuraufnahmen sind, ist man schon irgendwie paff was da manche von denen schon leisten.
super auch die gelegentlichen flares.
diese satellitenbeobachtungsfreak machen ja auch aufnahmen der ISS, dass einem die spucke wegbleibt.
http://www.youtube.com/watch?v=98DHFIkHaec&feature=player_embedded
@Florian: Oh was, du kennst Orbiter noch nicht? Das ist DER Space Flight Simulator überhaupt!
Ich dachte immer du schreibst da nie was drüber, weil dir das zu doof ist. Dabei vermittelt Orbiter die Grundlagen von Himmelsmechanik und ihre Anwendung in der Raumfahrt besser, als jedes andere mir bekannte Programm.
Sag bescheid, wenn du eine Starthilfe brauchst für Orbiter ;)
Bullet·
22.09.11 · 09:31 Uhr
Wollt' ich auch gerade sagen. Jetzt muß man nur noch hoffen, daß es dafür ein Multiplayer-Add-on gibt, dann können wir uns alle mal zum lustigen Rammen auf einer geostationären Umlaufbahn treffen. :)Ach däääämn...
Was ich immer lustig fand:
Die Mondverschwörungsfuzzis behaupten ja immer gerne, die Apollo Bordrechner hätten das alles nie schaffen können (mussten sie auch nicht - Navigationsdaten wurde in Houston gerechnet und per Uplink übertragen).
Und dann hängst du im Orbiter "stundenlang" im Orbit, hast längst ausgerechnet, wann der nächste Burn mit welcher Kapselausrichtung zu erfolgen hat und wie lang der dauern muss und wartest nur noch die Zeit ab, bis du dann endlich in der vorherberechneten Position bist. Das Triebwerk zündet und wenn dir die Stoppuhr sagt "Brennschluss", wird es wieder abgewürgt. Und das wars. Mehr musste der Bordrechner in Bezug auf Navigation im Prinzip nicht können - eine bestimmte Orientierung in Bezug auf die IMU herstellen und Zeiten stoppen. Und das soll jetzt so ein großes Problem gewesen sein?
Ist schon klar: Der hatte noch mehr zu tun und das war ein augefuchstes System. Das Hauptproblem bei den Apollo-Rechnern war aber: Größe und Gewicht (also Masse)
Hallo zusammen!
wenn das wetter mitspielt,kann man eventuell trümmerteile am himmel erkennen?
Jetzt wo Kalle es sagt:
Weiß einer, ob die Systeme in der Apollo-Kapsel auch so schön redundant ausgeführt waren wie bei den Shuttles - so in vierfacher Ausführung?@jochen:
Da man nicht genau weiss, wo und wann das Ding heruntergeht: keine Ahnung.
Beide Satelliten sind so defekt, dass sie nicht mehr vom Boden steuerbar sind, man muss abwarten, wie sie sich verhalten, siehe youtube-link in diesen Kommentar. Steuerbare Satelliten würde man so lenken, dass sie im Spacecraft-Graveyard im Pazifik niedergehen würden.
"Die NASA will regelmäßig über die mögliche Einschlagstelle der UARS-Trümmer informieren. So will sie zwölf, sechs und zwei Stunden vor dem erwarteten Einschlag über den Kurs des Satelliten berichten. Allerdings kann sie erst 20 Minuten vor dem Einschlag den genauen Ort bestimmen. "
also regelmässig bei der NASA nachschauen:
http://www.nasa.gov/mission_pages/uars/index.html
Schau mal, Bullet ;-)
@Bullet:
Links die weiterhelfen:
Ein Absatz in deustch über redundante Systeme in der Saturn-Rakete:
http://www.bernd-leitenberger.de/saturn-geschichte.shtml
FAlls Du nur Computersysteme meinst: hier mit der suche nach "Redun" durch den TExt hangeln:
http://klabs.org/richcontent/Misc_Content/AGC_And_History/AGC_History.htm