BOULDER / MÜNCHEN (IT BOLTWISE) – Die zunehmende Anzahl von Satelliten und Weltraummüll in der Erdumlaufbahn stellt Betreiber vor neue Herausforderungen. Besonders die Vorhersage von Weltraumwetterereignissen, die die Dichte der oberen Atmosphäre beeinflussen, wird immer wichtiger.
Die Betreiber von Satelliten sehen sich mit der dringenden Notwendigkeit konfrontiert, präzisere Modelle für das Weltraumwetter zu entwickeln. Diese Modelle sind entscheidend, um die Lebensdauer von Satelliten zu maximieren und Kollisionen in niedrigen Erdumlaufbahnen zu vermeiden. Die wachsende Zahl von Satelliten und Trümmern, angetrieben durch Megakonstellationen wie SpaceX’s Starlink, hat die Bemühungen verstärkt, besser zu modellieren, wie Weltraumwetterereignisse die Dichte der oberen Atmosphäre erhöhen und somit den Widerstand beeinflussen können, dem Satelliten in niedrigen Umlaufbahnen ausgesetzt sind.
Ein Beispiel für die Auswirkungen von Weltraumwetter ist der Gannon-Sturm im Mai 2024. Dieser Sturm, bekannt für seine beeindruckenden Polarlichter in ungewöhnlich niedrigen Breiten, führte zu einem Anstieg der atmosphärischen Dichte, der die Genauigkeit der Umlaufbahnen beeinträchtigte, die zur Vorhersage potenzieller Kollisionen verwendet werden. Die Fehler reichten von 1 bis 1.000 Kilometern pro Tag, was die Sicherheit der Raumfahrt erheblich beeinträchtigt.
Die Erholung von diesen Fehlern wird durch Schwierigkeiten bei der Verfolgung von Objekten, deren Umlaufbahnen sich unerwartet verschoben haben, weiter erschwert. Es ist nicht nur eine Fehlmodellierung des Widerstands, sondern auch eine unzureichende Beobachtung, die eine Erholung behindert. Daher benötigen Satellitenbetreiber Modelle, die genau, vorausschauend und zeitnah sind, sowie atmosphärische Modelle, die diese Vorhersagen integrieren können.
Der Gannon-Sturm zeigte auch Verhaltensweisen wie die “Massenmigration” von Tausenden von Starlink-Satelliten, die automatisierte Manöver durchführten, um ihre Umlaufbahnen zu erhöhen und den erhöhten atmosphärischen Widerstand auszugleichen. Solche unvorhergesehenen Manöver können die Sicherheit im Weltraum beeinträchtigen, da sie Vorhersagen, die 12 bis 24 Stunden im Voraus getroffen wurden, durcheinanderbringen.
Die Herausforderungen, die durch Weltraumwetter entstehen, betreffen nicht nur die Sicherheit, sondern auch die Lebensdauer von Raumfahrzeugen. Capella Space, ein Unternehmen, das eine Konstellation von Radarsatelliten betreibt, stellte fest, dass der höhere atmosphärische Widerstand die Lebensdauer seiner Whitney-Satelliten verkürzte. Die Entwürfe basierten auf Vorhersagen des Space Weather Prediction Center aus dem Jahr 2019, die die Sonnenaktivität unterschätzten.
Um auf das Problem zu reagieren, ergriff Capella mehrere Maßnahmen, darunter den Kauf von dedizierten Starts, um Satelliten in höhere Umlaufbahnen zu bringen, sowie die Neugestaltung von Antriebssystemen, um mehr Schub gegen den Widerstand zu bieten. Diese Anstrengungen verdeutlichen die Kluft zwischen der akademischen Gemeinschaft und den Betreibern in der Industrie.
Scott Shambaugh, ein ehemaliger leitender Ingenieur bei Capella, hat ein Unternehmen namens Leonid Space gegründet, das Satellitenbetreiber mit detaillierteren und genaueren Schätzungen der Satellitenlebensdauer unterstützt. Sein Ziel ist es, die Lücke zwischen der Weltraumwettergemeinschaft und den Satellitenbetreibern zu schließen.
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