Müllhalde Weltraum. Umweltringvorlesung 2010/2011. Ausgearbeitet von: Max Felderhoff Max Riebschläger

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1 Müllhalde Weltraum Umweltringvorlesung 2010/2011 Ausgearbeitet von: Max Felderhoff Max Riebschläger

2 Inhalt Unser Sonnensystem Der Satellit Aufgaben der Satelliten Wo befindet sich der Müll? Woraus besteht der Müll? Gefahren im All und auf der Erde JSpOC Joint Space Operation Center Müllvermeidung und reduzierung Ausblick in die Zukunft 2

3 Unser Sonnensystem Mein Vater erklärt mir jeden Samstag unseren Nachthimmel 3

4 Unser Sonnensystem Max Felderhoff, Max Riebschläger 4

5 Unser Sonnensystem Die Sonne Zentrum des Sonnensystems 99,86% der Gesamtmasse des Sonnensystems Oberflächentemperatur: 5778 K Gehört zu den Gelben Zwergen in der Milchstraße Einer von 100 Milliarden Sternen des Milchstraßensystems 73,5% Wasserstoff und 25% Helium Im Kern der Sonne werden pro Sekunde 564 Millionen Tonnen Wasserstoff zu 560 Millionen Tonnen Helium fusioniert. 5

6 Unser Sonnensystem Daten und Fakten Nur noch 8 Planeten seit 2006 (Pluto > Zwergplanet) Gehört zur Galaxie Milchstraße Besteht aus: Planeten Natürlichen Satelliten Zwergplaneten Kleinkörper Kometen (Schweifstern) Asteroiden (bewegen sich auf keplerschen Umlaufbahnen) Meteoriden (kreuzen die Umlaufbahn der Erde) 6

7 Unser Sonnensystem Daten und Fakten Erdähnliche (terrestrische) Planeten Planet: Ø [km] Radius [1000 km] Umlauf zeit [Tage] Masse [kg] Grav. Merkur ,97 3.3e+23 0,376 Venus , e+24 0,903 Erde , e+24 1,000 Mars , e+23 0,380 Innere Planeten 7

8 Unser Sonnensystem Daten und Fakten Asteroidengürtel Masse 5% der Mondmasse Mehr als Objekte 1801 wurde Ceres (Zwergplanet) entdeckt Asteroiden 8

9 Unser Sonnensystem Daten und Fakten Äußere Planeten (Gasriesen) Planet: Ø [km] Radius [1000 km] Umlauf zeit [Jahre] Masse [kg] Grav. Jupiter ,86 1.9e+27 2,340 Saturn , e+26 1,160 Uranus , e+25 1,150 Neptun , e+26 1,190 Äußere Planeten 9

10 Der Satellit Allgemeines Künstlicher Raumflugkörper, der einen Himmelskörper umrundet Auf elliptischen oder kreisförmigen Umlaufbahn Zur Erfüllung wissenschaftlicher, kommerzieller oder militärischer Zwecke 2006: ca. 800 aktive Satelliten Bis 2009 wurden Himmelskörper hergestellt : Erster Satellit der Sputnik 1 10

11 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn Low Earth Orbit (LEO) Sonnensynchroner Orbit (SSO) Medium Earth Orbit (MEO) Geotransferorbit (GTO) Geosynchroner Orbit (GSO, IGSO) Geostationärer Orbit (GEO) Supersynchroner Orbit Highly Elliptical Orbit (HEO) Friedhofsorbit 11

12 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn km Zwischenbahn Weiterflug zu höheren Umlaufbahnen Low Earth Orbit (LEO) Medium Earth Orbit (MEO) Geostationärer Orbit (GEO) Friedhofsorbit 12

13 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn Low Earth Orbit (LEO) Höhe: 200 bis 1200 km LEO Bahnen sind die energieärmsten Bahnen Geschw. der Raumfahrzeuge: 7 km/s Umlaufdauer: 100 min. Z.B.: ISS Medium Earth Orbit (MEO) Geostationärer Orbit (GEO) Friedhofsorbit 13

14 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn Low Earth Orbit (LEO) Medium Earth Orbit (MEO) Höhe: bis unterhalb km Wird genutzt für: Globale Kommunikationssatellitensysteme wie Globalstar Navigationssatelliten wie GPS, Galileo oder GLONASS Geostationärer Orbit (GEO) Friedhofsorbit 14

15 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn Low Earth Orbit (LEO) Medium Earth Orbit (MEO) Geostationärer Orbit (GEO) Höhe: km Die Kreisbahn eines geostationären Satelliten liegt immer über dem Erdäquator Wird genutzt für: Meteorologische Satelliten Kommunikationssatelliten Satelliten für TV Übertragung wie Astra oder Eutelsat Friedhofsorbit 15

16 Der Satellit Umlaufbahnen Parkbahn Low Earth Orbit (LEO) Medium Earth Orbit (MEO) Geostationärer Orbit (GEO) Friedhofsorbit Ziel von Satelliten nach dem Ende ihrer Lebensdauer z. B. der Orbit ca. 300 km oberhalb der GEO Orbits 16

17 Aufgaben der Satelliten Erdbeobachtungssatelliten Nachrichtensatelliten Fernsehsatelliten Astrometriesatelliten Killersatelliten Forschungssatelliten Spionagesatelliten Raumstationen Navigationssatelliten 17

18 Wo befindet sich der Müll? Größte Trümmerteildichte auf niedrigen Umlaufbahnen (bis ca km Höhe) Geostationäre Umlaufbahn 18

19 Woraus besteht der Müll? Stand 2007: ca Teile >5cm Zahl der kleinere Objekte ist unbekannt, wird aber sehr hoch geschätzt (ca ). Anzahl steigt rapide Raketentrümmer, stillgelegte Satelliten, Explosionsfragmente, Schlacke aus Feststoffraketenmotoren (bis zu 3cm) häufige Ursachen: unbeabsichtigte Zündung von Resttreibstoffe und alten Batterien Fluggeschwindigkeit: ca km/s oder ca km/h 10 mal schneller als eine Gewehrkugel 19

20 Gefahren im All und auf der Erde Kollision im Weltall: 12 fache Energie von Dynamit 1 cm großes Objekt setzt die Energie einer Handgranate frei Einschlag eines Farbpartikels in Frontschreibe eines Space Shuttles: Einschläge in Solarzellenflächen: 1mm 20

21 Gefahren im All und auf der Erde Aufschlag auf der Erde: In den letzten 40 Jahren haben über Teile der Wiedereintritt überstanden. Fluggeschwindigkeit innerhalb der Erdatmosphäre ca. 200km/h 1997: 260 kg schwerer Stahltank schlägt 45m neben einem Farmhaus in Texas ein. (linkes Bild) 21

22 Gefahren im All und auf der Erde Jedes Jahr fallen 400 Tonnen Müll auf die Erde. Der Großteil verglüht in der Atmosphäre oder fällt ins Wasser (¾ der Erde mit Wasser bedeckt). 19. Feb. 2010: Beim bislang größter Einschlag, schlägt ein Tank einer Delta Rakete bei Burensoum in der Mongolei auf. 22

23 Gefahren im All und auf der Erde Abschüsse und beabsichtigte Zusammenstöße: 11. Jan. 2007: China schießt mit einer Anti Satelliten Rakete einen ausgedienten chinesischer Wettersatellit in einer Höhe von 850km ab. Int. Raumfahrtbehörde war empört Trümmerdichte in dieser Höhe erhöhte sich um 28% Bild: Ein ausgedienter Ammoniaktank der von der Besatzung der ISS über Bord geworfen wurde. Der Tank ist etwa so groß wie ein Kühlschrank. 23

24 JSpOC Joint Space Operation Center Geheime Überwachungseinheit der Airforce Aufgabe: Überwachung aller Teile im All, sowohl aktive als auch den Weltraummüll Warnung vor möglichen Gefährdungen und Kollisionen Teile müssen min. 5 cm groß sein Netzwerke aus 29 Stationen mit Radaranlagen und optischen Teleskopen auf der ganzen Welt Werkzeugtasche im All: 24

25 Müllvermeidung und reduzierung Vermeidung von nicht erforderlichen Objekten: Reduzierung von missionsbedingten Objekten (Abschirmungen, Halterungen, u.ä.) Vermeidung von Explosionen durch Resttreibstoffe Vermeidung von Kollisionen mit größeren Objekten: Entfernung von nicht mehr benötigten Oberstufen Entfernung von nicht mehr benötigten Satelliten nach Missionsende Bessere Planungen für die Zeit nach dem Einsatz eines Satelliten Vermeidung von industriellem Müll im All: Regulierung & Überwachung der Industrie im All (z.b.: Asche von Verstorbenen ins All schießen) 25

26 Ausblick in die Zukunft Bisher noch keine dramatische Kollisionsgefahr für einzelne Missionen. Vermeidung und Reduzierung von Müll im All wird immer wichtiger. Abschirmungen, Reparaturen und Ausweichmanöver werden erforderlich. Mehr und bessere Überwachungstechnik muss entwickelt werden. Kosten steigen durch die Weltraummüllproblematik. Bis 2050 wird sich der Weltraummüll verdoppeln. 26

27 Quellen ufbahnen_sonne_merkur_venus_erde_mars_jupiter_saturn_uranus_neptun.jpg braunschweig.de/ilr/forschung/raumfahrttechnik/spacedebris fuer Muellentsorgung im Weltallgesucht.html im all/esa hat karten.html schrott kann satelliten zerstoeren/droht uns bald derkommunikations kollaps.html stuttgart.de/skript/ral/051220_wiedemann_weltraummuell_www.pdf heute.de/artikel/864096&_z= stuerzt bald unkontrolliert auf Erde.html 27

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 28