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- Internationales Konsortium entwickelt Ionenstrahl-Methode zur sicheren Entfernung von Trümmern aus der Erdumlaufbahn
- Ionenstrahl soll unkontrollierte Eigenbewegung von Objekten stoppen und sie verschieben können
- Uni Kiel erhält 639.000 Euro Förderung im EU-Projekt ALBATOR
Weltraumschrott ist eine der größten Herausforderungen für den sicheren Betrieb von Satelliten und künftige Raketenstarts, die dadurch beschädigt werden können. Die Zahl an Trümmerteilen im All wächst stetig – Schätzungen zeigen, dass es mehr als 36.000 Objekte gibt, die größer als 10 Zentimeter groß sind und mehr als 130 Millionen Teile, die kleiner als 1 Zentimeter sind. Weltweit werden deshalb unterschiedliche Methoden zur Beseitigung von Trümmern erforscht – von kontaktbasierten Systemen bis hin zu berührungslosen Ansätzen. Kontaktlösungen gelten als besonders komplex, da sich die Bruchstücke unvorhersehbar bewegen und die Systeme beim direkten Zugriff leicht beschädigt werden können.
Forschende setzen auf berührungslosen Ansatz
Im EU-Projekt ALBATOR verfolgen neben der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) vier weitere Partner - die Justus-Liebig-Universität Gießen, die Universidad Carlos III de Madrid (Spanien) sowie die Unternehmen NorthStar Earth & Space (Luxemburg) und OsmosX (Frankreich) - einen berührungslosen Ansatz: die sogenannte Ionenstrahl-Shepherd-Methode.
Die Methode beruht auf der Impulsübertragung durch einen Plasmastrahl aus hochenergetischen Teilchen. Der Strahl soll den Weltraumschrott also nicht etwa „zerstrahlen“, sondern dessen Bahn und Eigenbewegung gezielt verändern. In der Regel taumeln die Objekte, das heißt, sie drehen sich unkontrolliert. Mithilfe des Ionenstrahls muss diese Drehung zunächst gestoppt werden, bevor das Objekt beispielsweise mit einem Greifarm oder Netz eingefangen und abgeschleppt werden kann. Alternativ kann das gesamte Manöver kontaktlos erfolgen, indem das Objekt ausschließlich mit dem Ionenstrahl geschoben wird. Ziel ist es, den Schrott entweder zum kontrollierten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre zu bringen, sodass er verglüht, oder ihn in einen sogenannten „Friedhofsorbit“ zu überführen.
Strahl soll Schub auf Trümmer übertragen
Im Projekt ALBATOR entwickeln die Forscherinnen und Forscher ein neuartiges Plasmastrahlsystem, das gezielt auf Weltraumschrott ausgerichtet werden kann. Neben dem Bau und der Optimierung des Systems entstehen auch Modelle, mit denen sich die Plasmaentladung und die Wechselwirkung des Strahls mit Oberflächen simulieren lassen. So soll möglichst effektiv Schub auf die Trümmerteile übertragen werden.
Das Team der CAU bringt seine Expertise in Strahl-Oberflächen-Wechselwirkungen ein. Mit einer in Kiel entwickelten, patentierten Kraftsonde wird gemessen, wie stark Ionenstrahlen auf verschiedene Materialien wirken - etwa auf Solarpaneele, goldbeschichtete Kaptonfolien oder Schutzlacke. Ergänzend dazu liefern detaillierte Computersimulationen weitere Daten, die helfen, die komplexen Prozesse besser zu verstehen. Beide Ansätze fließen in eine Materialdatenbank ein, die entscheidend ist, um den Ionenstrahl präzise auf Weltraumschrott auszurichten und dessen Bewegung zu beeinflussen.
Der Kieler Projektleiter Dr. Thomas Trottenberg aus der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie betont: „Damit wir den Weltraum langfristig sicher nutzen können, müssen wir Weltraumschrott vermeiden oder aktiv beseitigen. Genau dazu leisten wir unseren Beitrag.“
Das Projekt ALBATOR (ecr-bAsed muLticharged ion Beam for Active debris removal and oTher remediatiOn stRategies) wird im Programm HORIZON-EIC Pathfinder Challenge 42 Monate lang mit insgesamt rund vier Millionen Euro gefördert. Rund 639.000 Euro davon erhält die CAU. Mit dem European Innovation Council (EIC) Pathfinder unterstützt die EU visionäre, risikoreiche Projekte in einem frühen Entwicklungsstadium, die das Potenzial haben, radikal neue Technologien und Märkte zu schaffen.
Video: http://www.youtube.com/shorts/HI6TWOCGynY
Fotos zum Download:
http://www.uni-kiel.de/de/pressemitteilungen/2025/175-Debris.png
Die Forschenden setzen auf eine Impulsübertragung durch einen Plasmastrahl aus hochenergetischen Teilchen, der die Trümmer kontrolliert lenken soll.
© KI generiert / OSMOS X
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Der Kieler Projektleiter Dr. Thomas Trottenberg aus der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie betont: „Damit wir den Weltraum langfristig sicher nutzen können, müssen wir Weltraumschrott vermeiden oder aktiv beseitigen. Genau dazu leisten wir unseren Beitrag.“
© Rafael Vester, Uni Kiel
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Das Kieler Projektteam aus der Arbeitsgruppe Plasmatechnologie (v.l.): Prof. Dr. Holger Kersten, Dr. Thomas Trottenberg und Dr. Viktor Schneider.
© Rafael Vester, Uni Kiel
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Das Team um Dr. Thomas Trottenberg bringt seine Expertise in Strahl-Oberflächen-Wechselwirkungen ein.
© Rafael Vester, Uni Kiel
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Die Ionenstrahl-Shepherd-Methode beruht auf der Impulsübertragung durch einen Plasmastrahl aus hochenergetischen Teilchen. Der Strahl soll den Weltraumschrott also nicht etwa „zerstrahlen“, sondern dessen Bahn und Eigenbewegung gezielt verändern.
© Rafael Vester, Uni Kiel
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Mit einer in Kiel entwickelten, patentierten Kraftsonde wird gemessen, wie stark Ionenstrahlen auf verschiedene Materialien wirken - etwa auf Solarpaneele, goldbeschichtete Kaptonfolien oder Schutzlacke.
© Rafael Vester, Uni Kiel
Dr. Thomas Trottenberg
Institut für Angewandte und Experimentelle Physik Uni Kiel
Leibnizstraße 19
24118 Kiel
+49 431 880-3882
trottenberg@physik.uni-kiel.de
http://www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/175-weltraumschrott-ionenstrahl
https://albator-eic.eu/project/
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars
Electrical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Research projects
German
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