Lasertechnologie verbessert die Verfolgung von Weltraumschrott und Wasserbewegungen auf der Erde.

BerlinForschende der TU Graz optimieren die Verfolgung von Weltraumschrott durch satellitengestützte Laserentfernungsmessung (SLR). Diese Technologie unterstützt zudem das Verständnis der Bewegung von Wassermassen auf der Erde. Verschiebungen von Wassermassen beeinflussen das Gravitationsfeld der Erde und damit die Bahnen von Satelliten. Durch eine verbesserte Beobachtung dieser gravitativen Veränderungen können Wissenschaftler genauere Vorhersagen über Satellitenbahnen treffen.

Satellitenmissionen wie GRACE und GOCE spielen eine wichtige Rolle bei der Messung des Schwerefelds der Erde. Dabei stoßen sie jedoch auf Schwierigkeiten, das langwellige Schwerefeld der Erde genau zu erfassen. Satellite Laser Ranging (SLR) bietet hierfür eine Lösung, indem ein weltweites Netzwerk von Stationen genutzt wird, die Laserstrahlen zu Satelliten mit Spiegeln senden. Dies ermöglicht:

Präzise Positionierung von Satelliten auf Zentimeterniveau. Erkennung von Bahnänderungen durch Verschiebungen der Massen auf der Erdoberfläche. Verbesserte Berechnung des Erdschwerefeldes durch die Kombination verschiedener Satellitenmessungen.

Steigerung der Sicherheit im Weltraum durch präzise Vermessung

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Die Nutzung von Satellite Laser Ranging (SLR) verbessert die Bahnvoraussagen sowohl für aktive Satelliten als auch für Weltraumschrott. Diese genauen Messungen erhöhen die Sicherheit der Raumfahrt, indem sie das Risiko von Kollisionen verringern, die besonders bei bemannten Missionen äußerst gefährlich sein können. Angesichts der etwa 40.000 Trümmerteile, die größer als zehn Zentimeter sind und sich rasant um die Erde bewegen, ist es entscheidend, sie präzise zu verfolgen.

Radarverfahren, die normalerweise zur Erkennung von Weltraummüll eingesetzt werden, sind nicht so präzise wie SLR. Radar bietet nur eine Genauigkeit im Bereich von mehreren Kilometern, doch die fortschrittlichen Modelle an der TU Graz verbessern dies erheblich. Durch die Kombination dieser Modelle mit SLR-Messungen erreichen sie eine Genauigkeit von etwa 100 Metern. Diese verbesserte Präzision hilft dabei, nahe Begegnungen zu verfolgen und zukünftige Flugbahnen von Trümmerteilen besser vorherzusagen.

Die Integration von SLR-Daten in die GROOPS-Software der TU Graz ermöglicht präzisere Modelle für Gravitation und Satellitenbahnen. Diese Verbesserungen unterstützen Wissenschaftler und erhöhen die Sicherheit im Weltraum global. Da GROOPS eine Open-Source-Software ist, können Entwickler und Wissenschaftler weltweit sie kontinuierlich nutzen und weiterentwickeln.

Durch die Verknüpfung von Gravitationsdaten mit Satellitenbahnen verbessert diese Lasertechnologie die Navigation im All und trägt zum Verständnis der globalen Wasserverteilung bei. Der Einsatz von SLR revolutioniert den Umgang mit Weltraummüll und die Erforschung der Erde, sodass die Wissenschaft den Anforderungen der modernen Weltraumforschung gewachsen ist.