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Web Log Teil 430: 22.6.2015 - 25.6.2015

22.6.2015: Der Temporalfluxkompensator

Wie jeder weiß ist das Zeitempfinden von verschiedenen Faktoren abhängig. Als man Albert Einstein einmal fragte, ob er den Relativität einfach erklären könnte sagte er sinngemäß: "5 Minuten neben einen hübschen Mädchen kommen einem relativ kurz vor, 5 Minuten auf einer heißen Herdplatte dagegen sehr lang". Das das Zeitempfinden räumlich eng begrenzt sehr unterschiedlich sein kann zeigt sich auf einer öffentlichen Toilette. In einem Abstand von nur 1-2 m können das Zeitempfinden sehr unterschiedlich sein - je nachdem ob man vor oder hinter der Klotür ist.

Meiner Beobachtung nach haben auch Farben einen Effekt. So vergeht die Zeit in der roten Abenddämmerung viel schneller als im strahlend blauen Himmel unter der prallen Sonne auf der Liege. Analog vergeht sie in einem rot ausgeleuchteten Zimmer schneller als in einem mit kalten blau-weiß leuchtenden Leuchtstoffröhren. Dies nutzen die Firmen ja bei der Arbeitsplatzbeleuchtung aus - für den die Zeit langsamer vergeht, der arbeitet mehr.

Ich wollte wissen ob dies nur ein subjektiver Effekt ist oder tatsächlich messbar. Ich habe dazu mal meine drei LED-Birnen im Arbeitszimmer mit roter Folie überklebt und ein Strategiespiel in Realzeit herausgeholt, das ich als anspruchsvoll empfand und bei dem ich immer bei einer bestimmten Mission scheiterte. Daher kam es irgendwann in die Krabbelkiste. Es kam mir nun langsamer vor, ich hatte genügend Zeit Aktionen zu überlegen und nicht hektisch zu agieren. Und ich schaffte die Mission an der ich immer scheiterte. Doch vergeht die Zeit langsamer oder empfinden wir das nur und unser Gehirn ist einfach bei rotem Licht leistungsfähiger?

Als es bei e-Bay eine Reihe ausgedienter Flakscheinwerfer zu ersteigern gab, und die keiner haben wollte, schlug ich sofort zu. Doch leider produzieren diese so viel Licht das es schnell sehr warm im Zimmer wird und die roten Folien zum Erzeugen des roten Lichts schmelzen bald durch. So ging es also nicht. So vertaubten die Flakscheinwerfer erst mal monatelang im Keller. Als ich dann beim Fahren zum Freibad sah, dass man eine Transformationsstation bei Berkheim umrüstete, fragte ich mal nach ob man die dort verbauten Hochleistungskondensatoren denn bekommen könnte - man kann, denn wegen den dort verwendeten PCB müssen diese nun alle ausgetauscht werden, egal wie alt sie sind. Die waren so froh, die ohne Entsorgungskosten loszuwerden, dass sie sie mir sogar frei Haus lieferten und den Stromanschluss anpassten.

Nun hatte ich eine Lösung: Die Kondensatoren wurden über das Stromnetz aufgeladen, das dauert bei diesen dicken Brummern und einer normalen Leitung jeweils einige Stunden. Dann lege ich den Schalter um, die Flakscheinwerfer blitzen für einen Sekundenbruchteil auf - die kurze Entladung schadet weder den Scheinwerfern (sie brennen nicht durch) noch der Folie, die zwar warm wird, aber aufgrund der großen Oberfläche strahlen sie die aufgenommen Wärme bald wieder ab.

Doch der Impuls war zu klein, um ihn subjektiv wahrzunehmen. So schrieb ich ein Skript das regelmäßig die Zeit in eine Datei schrieb und startete es kurz vorher. Hier ein Ausschnitt aus dem ersten Test:

18:13:45:136
18:13:45:147
18:13:45:161

04:14:55:678

18:13:45:184
18:13:45:196

Es gab bei dem Intervall, das hier 10 ms betrug hier einen Sprung um mehrere Stunden (so meinte ich es damals zumindest), aber wie sollte ich das beweisen? Ich musste eine Aktion starten, wenn es einen Zeitsprung gab. Nach einigem Überlegungen kam ich auf folgende Idee: ich merkte mir die jeweils letzte Zeit und wenn die Abweichung größer als 1 Sekunde war, dann startete ich eine HTTP-GET Abfrage einer Url und speicherte den Inhalt. Als Url nahm ich für den ersten Test die von Tagesschau.de. deren Titelzeile sollte die aktuellen Nachrichten wiedergeben. Wenn meine Überlegung stimmt, dann müsste dort zumindest eine andere Uhrzeit stehen, eventuell ist auch eine neue Nachricht auf der Seite verzeichnet. Den Effekt könnte man so beweisen, man müsste nur die aktuelle Webseite mit der gesicherten vergleichen und natürlich mit der Seite die dann vorliegt wenn die Zeit erreicht ist, die dort angezeigt wird.

Doch als ich das machte, stellte sich heraus, das dies wohl nicht so schnell möglich ist, denn als ich mir die gespeicherte Seite ansah, war der erste Blick auf die Zeit: Es wurde der 4. Juli 2016 angezeigt - bisher hatte nur die Zeit gestoppt, nicht das Datum. So ist leider nicht der Effekt nachprüfbar. Zudem scheint der Zeitsprung nur kurz anzudauern - ich konnte nur 45821 Zeichen empfangen, das entspricht bei meiner Datenrate einer Dauer von 13 ms. So kann ich meine "Temporalfluxkompensator" genannte Erfindung leider noch nicht patentieren. Es zeigte sich auch das man das Phänomen nicht planvoll ausnutzen konnte. So waren die Zeitsprünge unregelmäßig, auch bei der auf die Sekunde gleichen Ladedauer der Kondensatoren. Selbst bei direkt nacheinander gestarteten Anfragen kam man auf Zeitunterschiede von mehreren Jahren. Die naheliegende Anwendung nämlich den Kurs von Aktien in der Zukunft abzufragen scheitete, weil sowohl Finanzportale wie auch Dienste wie das Yahoo Financial API zu lange für eine Antwort brauchten. Doch es brachte mir einige Erkenntnisse über die Zukunft, die ich in den nächsten Aufsätzen veröffentlichen werde. Ich beginne natürlich mit dem 4.7.2016 - ein interessantes Datum.

23.6.2015: Das "Ermächtigungsgesetz"

Nun wie versprochen die wichtigste Schlagzeile vom 4.7.2016. Wie ich dazu gekommen bin oder kommen werde, lest ihr am besten im letzten Artikel nach. Die Nachrichten werden an diesem Tage nicht vom gestrigen EM-Endspiel beherrscht (leider war das Ergebnis nicht in dem Teil den ich abrufen konnte). Was in Deutschland die Gemüter beherrscht, war ein Gesetz aus einem Gesetzespacket das die Regierung gestern, ausgerechnet am Sonntag mit einigen anderen Gesetzen im Paket beschließen musste, offiziell weil ein Gesetz über die Neuordnung der Straßenschilderverordnung bis zu 15.7. den Bundesrat passieren muss. Doch nicht diese Verordnung sondern eine "Vorlage zur terminlichen Anpassung von Wahlen" erregt die Gemüter.

Es begann am Sonntag mit einem weitgehend leeren Plenum. Die wenigen Oppositionsvertreter dachten sich schon, dass die Regierung wie die letzten WM-Endspiele und EM-Endspiele nutzten würde um unbequeme Gesetze zu verabschieden, doch auf das was nun kam waren sie nicht gefasst, denn zur dritten Vorlage füllte sich das Plenum. Rund 400 Abgeordnete der Regierungsparteien - weitgehend komplett - marschierten ein und beschlossen ohne Beratung und Aussprache das Gesetz. Warum es so viele waren, dämmerte der Opposition als man abends den Vorlagentext las - es war eine Grundgesetzänderung. Um angeblich Kosten zu sparen hat die Regierung die Bundestagswahlen 2017 und 2021 abgesagt. Stattdessen erhalten die Parteien die Sitze die sie 2013 erhielten (ohne Ausgleichsmandate), direkt gewählte Abgeordnete bleiben gewählt oder können durch Nachrücker aus derselben Partei ersetzt werden. 2017 stellt die CDU wieder den Kanzler(in), 2021 die SPD, das war wohl ein Zugeständnis an die SPD.

Am Tag danach ist die Empörung bei den Grünen und Linken groß. Gregor Gysi sprach vom "Ermächtigungsgesetz" und Anton Hofreiter von einem "ungeheuerlichen Angriff auf die Demokratie". Wolfgang Kauder verteidigt das Gesetz: "Seit 10 Jahren haben Sozialdemokraten und Union in etwa die gleichen Prozentwerte bei Umfragen und Wahlen, warum sollte sich daran etwas etwas in der Zukunft ändern? Wir sind uns einig das wir die Zusammenarbeit noch zwei Legislaturperioden fortsetzen sollen. Warum also" - hier reist leider mein Abruf ab.

Steinmeier verteidigt das Gesetz mit dem Hinweis, das die SPD dadurch wieder mal den Kanzler stellen kann und man sich nicht jahrelang mit verrückten Wahlversprechen der CSU herumärgern müsste, Seehofer kommentiert "Nun können wir uns endlich auf Bayern konzentrieren". Schäuble gab als einziger eine sachliche Begründung für das Gesetz: "Was hat sich in den letzten Jahrzehnten in der Politik getan? Mir fällt nur die Agenda 2010 ein, von der wir alle wissen, das sie notwendig war. Von ihr profitieren wir immer noch, doch Schröder verlor die Wahlen. Wenn wir nun zwei Wahlen aussetzen, können wir Gesetzesvorhaben umsetzen die genauso notwendig sind. Wir haben einen Reformstau - Rentenreform, Gesundheitsreform und Steuerreform sind die wichtigsten Vorhanden. Wir können sie nun umsetzen und wenn 2025 erneut gewählt wird, wird auch die Öffentlichkeit sehen, wie notwendig diese Gesetze sind, die in den ersten Jahren aber viele Proteste hervorrufen werden. Wir planen Einsparungen in den nächsten 9 Jahren in einem Gesamtumfang von über 300 Milliarden Euro. Damit werden wir den Schuldenberg verringern, den Sozialstaat reformieren und Vorsorge tragen das zukünftige Genrationen nicht nur für die Renten ihrer Eltern arbeiten müssen".  Christian Bäumler, Chef der Christlich Demokratischen Arbeitnehmerschaft (CDA) sagte in einem Interview. Das der Arbeitnehmerflügel nur unter der Voraussetzung zugestimmt habe, das nicht nur Arbeitnehmer Reformen zu erwarten haben sondern auch die Firmen. "Seit Jahren wird die Politik durch Lobbyismus geprägt. Firmen finanzieren vor allem den Wahlkampf und erwarten entsprechend Gesetze die unternehmensfreundlich sind. Wir werden in den nächsten Jahren die Subventionen herunterfahren, Sonderreglungen streichen und die Körperschaftssteuer erhöhen".

So viel aus der Meldung der Tagesschau vom 4.7.2016. Es kann natürlich ein, da nun die Abgeordneten der Opposition vorgewarnt sind, dass dieses Gesetz schon vorher öffentlich angegriffen wird und nie kommt ....

24.6.2015: Der Megacrash

Eine weiterer Blick in die Zukunft die ich mit dem Temporalfluxkompensator gewinnen konnte steht heute an. Er ist in einer fernen Zukunft angesiedelt und zwar am 19.1.2028. An diesem Tag werden OneWeb und HyperSatNet zu Entschädigungszahlungen in Höhe von 12,1 Milliarden Dollar verurteilt.

Das ist in einer ferneren Zukunft, doch die Vorgeschichte reicht bis in die Gegenwart. OneWeb will rund 900 Satelliten in den Orbit bringen. Ein Gemeinschaftsunternehmen von Google und SpaceX, das später HyperSatNet heißt, sogar über 4000. Diese Satelliten sollen in Höhen von 850 und 1200 km die Erde umkreisen. Vor wenigen Tagen gab Oneweb bekannt das Airbus die Satelliten bauen wird. Die ersten zehn in Toulouse, die folgenden dann in einer neu zu errichtenden Fabrik in den USA. 700 Arbeitsplätze soll das schaffen und ein sehr ambitioniertes Ziel von 400.000 bis 500.000 Dollar Baukosten pro Satellit. In einem Interview ist sich der OneWeb Chef Brian Holz zwar nicht sicher ob man es erreichen wird, aber man denke man käme "nahe daran". Immerhin das wäre eine Sensation. Selbst wenn jeder Satellit 1 Million kosten würde, dann wäre er nur in etwa so teuer wie eine Einpropeller-Cessna die einige Passagiere transportiert oder ein Luxusauto. Soviel was wir bis heute von dem Projekt wissen.

Im Februar 2016 gibt die NOAA eine offizielle Warnung heraus, wonach bei dieser Flotte und der relativ hohen Bahnhöhe die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit einem kleinen Stück Weltraummüll, das zu klein ist um verzeichnet zu sein, sehr hoch ist. Größeren, durch Radar überwachten kann ein Satellit dagegen ausweichen. Die NOAA rechnete mit einer Kollision bei 5000 Satelliten im Durchschnitt alle 2 Jahre. Gravierender ist aber, das in dieser Bahnhöhe die Bruchstücke eine so lange Lebensdauer haben, das die nächste Kollision statistisch nicht nach 2 Jahren, sondern 1,3 Jahren stattfindet. Danach so rechnete die NOAA auf würde eine Kollision in immer kürzeren Zyklen vorkommen bis schließlich es zu einer lawinenartigen Vermehrung des Weltraummülls kommt. Spätestens dann dürften Kontrollzentren auch damit überfordert sein, auch größeren Bruchstücken auszuweichen weil diese immer schneller die Bahn kreuzen. Die NOAA appellierte an die FAA beiden Firmen keine Frequenznutzungen zu vergeben, denn ihre Konstellationen wären auch eine Gefahr für alle andern Satelliten in mittleren Bahnhöhen. Die FAA antwortete in einer Stellungnahme, sie könnte nur auf formale Kriterien zur Einhaltung der Frequenznutzung bestehen, nicht jedoch Firmen vorschreiben wie viele Satelliten sie nutzen.

Es kam wie es kommen musste kurz nach der Fertigstellung beider Konstellationen wurde am 19.12.2020 der Satellit HyperSatNet 1786 von einem Stück Weltraummüll getroffen. NORAD registrierte eine Zunahme der überwachbaren Bruchstücke um 70%. Am 3.4.2021 folgte der Satellit OneWeb 546 und am 21.1.2022 HyperSatNet 3497.Er war der erste von fünf im Jahr 2022 getroffenen Satelliten. 2023 waren es schon 11, 2024 kletterte die Zahl auf 24, darunter mit Metop 1 auch der erste Satellit, der nicht von den beiden Firmen stammte. 2025 wurden schon über 120 Satelliten getroffen und 2026 trat der Lawineneffekt ein. Kontrollzentren mussten täglich mehrmals ihre Satelliten Bruchstücken ausweichen lassen. Selbst wenn dies gelang, so ging vielen im Laufe des Jahrs 2026 der Treibstoff aus. Trotzdem wurden 346 Satelliten getroffen. 2027 stieg die Kolllisionsrate rapide an, um am 19 April 2027 den Rekord von 53 zerstörten Satelliten an einem Tag zu erreichen. Schon am 23. Oktober 2026 wurde die ISS geräumt, nachdem die Besatzung innerhalb weniger Tage zahlreichen Bruchstücken ausweichen musste und in Sojuskapseln ausweichen musste und nicht mehr zum Arbeiten kam. Als am 4.5.2027 die Klage eingereicht wurde, waren viele Satelliten die sich oberhalb 400 km und unterhalb 2000 km Höhe befanden schon zerstört.

Die Sammelklage der Weltraumbehörden ESA,NASA,JAXA und ISRO sowie anderer stattlicher Organisationen (EU, Eumetsat, NOAA, DoD) und einiger privater Satellitenbetreiber an der Spitze Digiglobe, gegen beide Firmen zielte zuerst einmal auf den Ersatz der verlorenen Satelliten. Die beiden Firmen hätten durch ihre Konstellation leichtfertig den Weltraum in ein Minenfeld verwandelt. Bisher gäbe es zwar auch Kollisionen, aber die Wahrscheinlichkeit dafür war vorher um den Faktor 100 geringer und lag damit im Bereich von über 100 Jahren, also einem vielfachen der operativen Betriebszeit. Die Firmen antworteten in einer Stellungnahme, das nicht ihre Satelliten die Ursache wären, sondern dies ein allgemeines Risiko wäre. Sie hätten im Gegensatz alles unternommen um Kollisionen zu vermeiden, so hatten ihre beiden Flotten auch als einzige noch bis zum Ende Reservetreibstoff um größeren Bruchstücken auszuweichen.

Dieser Argumentation folgte das Gericht nicht und anhand der vorgelegten Projektkosten der von den Klägern betriebenen Satelliten, kam sie zu der Schadensersatzforderung in Höhe von 12,1 Milliarden die zu 4/5 Hypersatweb und zu einem Fünftel Oneweb bezahlen muss, der Schlüssel wurde anhand der anfangs im Orbit befindlichen Satelliten festgelegt. OneWeb begab sich noch am Tag der Urteilsbegründung in den Schutz von Chapter 11 des US-Insolvenzrechst, da die Firma keinerlei Aktiva mehr vorzuweisen hat, die meisten ihrer Satelliten sind zerstört. Hypersatweb legte Berufung ein, doch die Kurse von SpaceX und Google sanken um 86 bzw. 73% seit die Klage eingereicht wurde.

Diese Klage dürfte nur die erste sein. Russland und China haben schon weitere Klagen bei nationalen Gerichten eingereicht. Viel gravierender dürfte aber eine zweite Klagewelle sein die nun die Folgen des Ausfalls umfasst. Die EU klagt z.B. erhöhte Kosten für die Überwachung der Agrarsubventionen ein, die nun durch Luftaufnahmen erfolgt, nachdem alle europäischen Erdbeobachtungssatelliten ausgefallen sind. Digiglobe klagt seine Verluste aus dem wegfallenden Verkauf von Bildern ein. Viel schwerer sind die volkswirtschaftlichen Kosten zu beziffern die sich durch den Wegfall von Wettersatelliten und Umweltbeobachtungssatelliten ergeben. Das US-Militär kann seine Kosten nicht beziffern, wird auch keine Klage einreichen, hat SpaceX aber von weiteren Aufträgen ausgeschlossen. Es wird erwartet das diese weiteren Prozesse sehr langwierig sind, da die Bezifferung von ausgebliebenen Gewinnung stark angefochten wird und volkswirtschaftliche Kosten schwer zu beziffern sind.

Offen ist auch wie es weiter gehen wird. Die bisherigen Ankündigungen der betroffenen Weltraumorganisationen und Firmen gehen dahin dass sie entweder wesentlich größere Satelliten in deutlich höhere Orbits (über 3000 km Höhe) entsenden oder (das ist der größere Teil) Satelliten mit größeren Treibstoffvorräten in niedrige Orbits unterhalb 400 km. Diese sind wegen der starken Bremswirkung der Atmosphäre schon nach einem Jahr deutlich sicherer geworden, in zwei Jahren soll das Risiko dort auf den Urzustand vor 2021 gesunken ein. Ob man die ISS wieder in Betrieb nimmt ist offen. Beschleunigungssensoren detektieren 46 Treffer mindestens einer hat auch eine modulhülle durchschlagen da die Station im April 2027 stark an Innendruck verlor.

Die einzige Branche die von der Kollision profitierte, waren die Unternehmen die Miniatursatelliten oder Cubesats in nur 400 km Höhe absetzten und nur 1-2 Jahre lang betrieben Planetlabs vergab einen Auftrag zum Bau weiterer Satelliten, ebenso andere Firmen die im niederen Orbit operierten wie Urthecast,

Der ehemalige SpaceX CEO Elon Musk, der nach dem Börsengang 2018 seine Anteile sukzessive verkaufte und 2021 aus der Firma ausschied hat sich bisher nicht zu dem Megacrash geäußert,. Man kann annehmen, das sich die Strafe von SpaceX aber auch auf sein Unternehmen "MarsInvaders" auswirkt. In diesem verkauft Musk seit 2021 Grundstücke auf dem Mars an zukünftige Kolonisten die mit der seit 15 Jahren geplanten Marsrakete von SpaceX in wenigen Jahren den Mars besiedeln werden.

25.6.2015: In jedem guten Schwindel steckt ein Körnchen Wahrheit

So auch in meinem letzten Blogeintrag. Die Sache ist eigentlich ganz einfach: Die Gefährlichkeit durch Weltraummüll ist durch ein paar Faktoren gegeben:

Heute machen wir uns hier viel mehr Gedanken als früher. So werden alle Oberstufen heute passiviert, sprich wenn es geht versucht man sie zu deorbitieren. Bei GTO-Bahnen geht das indem man den Treibstoff gegen die Bahnrichtung entlässt, er bremst dann etwas die Stufe ab und weil diese Bahnen einen erdnächsten Punkt meiste von nur 200 bis 300 km Höhe haben, verglühen sie. Bei der Vega nutzt man den Resttreibstoff um die Umlaufbahn abzusenken. Die Vega hat normalerweise Missionen in denen sie sonnensynchrone Umlaufbahnen erreicht, in denen die Lebensdauer von Satelliten im Bereich von Jahrzehnten bis Jahrhunderten liegt. Ähnliche Strategien haben die USA, jedoch noch nicht Russland und China.

Gerade Oberstufen sind problematisch. Denn erwärmt sich der Treibstoff in den Tanks, so kann er diese explosiv sprengen (es muss nicht mal zu einer Explosion von hypergolen Treibstoffen kommen) und man erzeugt viele kleine Bruchstücke, die in einer großen Wolke um den ursprünglichen Punkt herum. Ein weitere Punkt den man mittlerweile angeht ist das man den Satelliten so viel Treibstoff mitgibt dass man am Ende ihrer Lebensdauer die Umlaufbahn absenken können. Die ESA hat z.B. den Satelliten ERS-2 von 780 auf 573 km abgesenkt. Die Lebensdauer im Orbit ist natürlich variabel. Sie hängt von Sonnenaktivität aber vor allem aber von der Form ab. Satelliten mit sehr ausladenden Solarpaneelen oder SAR-Antennen sinken schneller als kompakte oder gar aerodynamische Satelliten (such solche gibt es: die KH1-10 Serie oder GOCE sind Beispiele dafür. Unterschreitet man 600 km Höhe so kommen Objekte in 20 bis 30 Jahren wieder zurück zur Erde.  In höheren Bahnen steigt die Lebensdauer rasch an. Satelliten im GEO Orbit kann man nicht deorbitieren, man manövriert sie stattdessen in einen höheren Friedhofsorbit und entlässt dort Restflüssigkeiten und Gase.

Ich habe mal nach den IPS Programm (siehe Link) die Lebensdauer eines Satelliten unter folgenden Grundananahmen berechnet:

Masse 125 kg, Fläche die abbremst: 3 m², Solarer Flux 180 SFU (Mittelwert zwischen den bekannten Extremwerten von 65 und 300) und geomagnetischer flux AP = 19 (ebenfalls Mittelwert zwischen den bekannten Extremen 7 und 30):

Höhe Lebensdauer
600 km 6,9 Jahre
650 km 14,5 Jahre
700 km 29,2 Jahre
750 km 56,3 Jahre
800 km 102 Jahre
850 km 180 Jahre
900 km 302 Jahre
950 km 486 Jahre
1000 km 749 Jahre
1050 km 1105 Jahre
1100 km 1567 Jahre
1150 km 2135 Jahre
1200 km 2800 Jahre

Das sind zwar nur Annahmen, doch ab 700 km kann man ohne Problem mit den Mittelwerten von SFU und AP rechnen, da diese mit dem elfjährigen Sonnenzyklus schwanken und man ist da schon bei reiner Aufenthaltsdauer die ein vielfaches der Zykluszeit ist. Offen ist eben die Fläche, doch selbst wenn der Satellit 6 m² Fläche hätte, was bei dieser Größe enorm viel wäre, dauert es noch 1400 Jahre bis er aus 1200 km Ausgangshöhe verglüht. Das betrifft die Satelliten von Oneweb . Bei Google sind es 100 km weniger als 1100 km, was nun aber nicht wirklich viel ändert - dann sind es eben noch 1500 Jahre bis sie verglüht sind.

Daraus folgt eines: zum einen muss man bei einer solchen Konstellation viel mehr Vorsorgen treffen, das die Satelliten am Ende des Lebens aus dem Orbit entfernt werden, denn sonst sind sie wandelnde Zeitbomben. Solange sie leben und Treibstoff haben, können sie aktiv Weltraum Müll ausweichen. Das betrifft aber nur bekannten Stücken. Radar kann Stücke im Dezimeterbereich orten, doch bei Relativgeschwindigkeiten von 7-14 km/s sind selbst kleinere Stücke enorm gefährlich. Zwar haben heute schon Satelliten dafür Treibstoff, das nützt aber nichts, wenn man keinen Kontakt hat, wie dies vor einigen Jahren bei Enisat passierte. Irgendein elektronisches Teil fiel aus, seitdem zieht er weiter stumm seine Kreise. Doch das kann man technisch lösen: die einfachste Möglichkeit wäre ein Feststofftriebwerk, das so eingebaut ist, das es bei der normalen Ausrichtung gegen die Betriebsrichtung feuert, verbunden mit einem mehrfach redundanten Timer, der bei Inbetriebsnahme gestartet wird und z.B. nach 3 Monaten abläuft und dann das Triebwerk zündet. Die Bodenkontrolle kann ihn, solange der Satellit unter Kontrolle ist, jederzeit (z.B. täglich) erneut starten, aber nicht anhalten. Sobald der Funkkontakt verloren geht, oder es eine andere Störung ist (Ausfall der Stromversorgung, Bordcomputer etc.) wird nach 3 Monaten der Satellit deorbitiert. Meiner Ansicht nach sollten, weil es schon einige ausgefallene Satelliten gibt, alle neuen Satelliten so eine Sicherung haben nicht nur Google/SpaceX und OneWeb. Zumindest OneWeb rechnet doch mit einigen Ausfällen - bei 648 Satelliten für den Betrieb wird man 900 bauen, also doch einiges mehr als man braucht. Das sind 38,8% "Spares". Auch wenn der Vergleich hinkt: Iridium als größtes bisher bekanntes Netz arbeitet mit 66 aktiven und 11 Reservesatelliten also 16,6% "Spares". Ein Schelm wenn da jemand auf die Idee kommt, man rechnet mit dem einen oder anderen Ausfall durch Schrotttreffer.

Kommen wir aber zurück zum Müll: er ist ist der Tat ein Problem, denn alle Satelliten sowohl von OneWeb wie Google/SpaceX werden in einem Bereich von 1100 bis 1200 km ihre Kreise ziehen. Heute ist der Bereich zwischen 700 und 800 km relativ gut bevölkert. Bisher gab es 1622 Nutzlasten im Bereich von 700 bis 1500 km (Perigäum) davon sind 1586 noch im Erdorbit. Nimmt man nur den Bereich den die beiden Netzwerke abdecken (1050-1250 km, jeweils mit 50 km Sicherheitszone) so sind es 91, die alle noch im Orbit sind Das neue System mit 4000 bzw. 900 Satelliten ist um die Größenordnung 50 mehr. Dabei nehmen schon jetzt die Treffer zu:  Alle 2014 wurden zwei Irdiumsatelliten von Trümmern getroffen.

Die Zahl der Teile im Orbit ist deutlich angestiegen. Bis 2010 verzeichnete die NASA nur Zehn echte Explosionen im Orbit.  Allerdings waren 6 davon im letzten Jahrzehnt. Damals gab es 19.000 Bruchstücke im Orbit, alleine der gezielte Abschuss von Fengyun 2C produzierte über 3000 Bruchstücke. Egal wie man es sieht - hinsichtlich der Zahl sind es viel mehr Satelliten als bisher, ja sogar mehr als bisher insgesamt gestartet wurden (bis Ende 2010 4700 Missionen, davon die meisten in kurzlebige erdnahe Orbits). Ich würde die Wahrscheinlichkeit um den Faktor 100 höher ansiedeln als bisher. Bei Iridiums gab es drei Kollisionen seit 2099, Wenn wir eine Kollision pro Jahrzehnt als minimale Grenze ansetzen, dann dürften pro Jahr zehn Satelliten getroffen werden. Das Problem ist ihre Bruchstücke in einer Wolke um die ursprüngliche Bahn streuen - sie bekommen einen zusätzlichen Impuls. der kann das Perigäum absenken, dann verglühen sie schneller - sind dann aber auch eine Gefahr für niedrig fliegende Objekte. So musste als ein ATV angekoppelt war die ISS schon einer PSLV Oberstufe ausweichen die ursprünglich mal einen Satelliten 400 km höher ausgesetzt hatte. Die meisten werden aber Seitwärts abgelenkt oder beschleunigt. Sie bilden eine langlebige Trümmerwolke. Beim unten diskutierten ASAT-Test lagen die extreme bei den Bahnen zwischen 200 und 4000 km.

Nehmen wir den Antisatellitentest von China vom 11.7.2007. Ziel war der in einer 849 x 866 km hohen Umlaufbahn befindliche ausgediente Wettersatellit Feng yun 1c. Er wurde von einem Projektil zerstört. Fünfeinhalb Jahre später waren von 3312 bekannten (sprich so großen das Radar sie erfassen konnten) Bruchstücken nur 236 verglüht. Eine Berechnung ergab, das je nach Sonnenaktivität zwischen 12 und 35 Prozent (Mittel: 20 %) in 100 Jahren verglühen. Dabei ist dieser Satellit auf einer Bahn die wie ein Blick in die Tabelle, zeigt eine Lebensdauer hat die um den Faktor 10 unter der für die beiden Konstellationen geplanten liegt.

So gesehen ist meiner Ansicht nach die Gefahr von Folgekollissionen die weitere Satelliten zerstören recht groß. Natürlich kann man wenn man bekannten Objekten ausweichen. Doch bei 900 oder 4000 Objekten wird das aufwendig, vor allem wenn nicht einen Satelliten sondern 4000 kontrollieren muss. Bei mehr Objekten  wird das rasch aufwendig. Zudem greift das nur bei bekannten Objekten. Die NASA errechnete das beim Feng Yun 1C Vorkommnis 150.000 Bruchstücke mit Durchmessern über 1 cm entstehen. Angenommen jedes wiegt 0,5 g und bewegt sich mit 8000 m/s relativ zum Satelliten (die NASA spricht von typischen Kollissionsgeschwindigkeiten von 8 bis 10 km/s) dann hat es dieselbe kinetische Energie wie ein 50 g Projektil das ein Gewehr abfeuert (800 m/s). Das ist das Gewicht einer Patrone vom Kaliber .50 BMG, also das was schwere Maschinengewehre und einige Scharfschützengewhre verwenden. Das ist das größte "normale2 Kaliber.

Ein Schutz (der wohl eher in einem doppelwandigen Whippleschild besteht) greift nur bedingt, Die größte Fläche nehmen die Solarzellen ein und die wird man systembedingt nicht schützen können.

Warum ich das Szenario nicht von der Hand wissen kann, das diese Zone mal ein Minenfeld wird, und wahrscheinlich auch die darunterliegende über 600 km Höhe, liegt auf der Hand. Wir machen uns jetzt schon Sorgen um Kleinsatelliten die jetzt von einigen Firmen zur Erdbeobachtung geplant sind. Diese werden in Bahnhöhen unter 630 km ausgesetzt - sie sollen ja einige Jahre arbeiten. Bei dem derzeitigen Mittransport zur ISS in 400 km Höhe würde obiges Objekt in maximal einem dreiviertel Jahr ohne Anhebung der Bahn verglühen. Dabei reden wir von Dutzenden Satelliten, zusammen vielleicht 100.Das war auch der Inhalt des Links den ich letztes Mal postete. Ich dachte das der Sprung "sorgen bei 100 Satelliten in einer erdnahen Bahn -> was passiert dann erst bei 5000 in einer erdferneren Bahn?" die Leser nicht geistig überfordert.

Die Projekte scheinen sich darum nicht zu kümmern: Oneweb hat gerade 21 Starts bei Arianespace und 39 bei Virgin Galactic bestellt. Mit Optionen für acht weitere bei Arianespace und 100 bei Virgin Galactic bestellt - der größte Auftrag in der Geschichte der Trägerindustrie. Mich wundert nur das geringe Volumen von 500 Millionen US-$, das reicht bei Arianespace für gerade mal sieben Sojus Starts.

Links:

http://wattsupwiththat.com/2009/01/04/solar-geomagnetic-ap-index-now-at-lowest-point-in-its-history/

http://www.ips.gov.au/Category/Educational/Space%20Weather/Space%20Weather%20Effects/SatelliteOrbitalDecayCalculations.pdf

http://www.networkworld.com/article/2231453/security/nasa-identifies-top-ten-space-junk-missions.html

https://celestrak.com/events/asat.asp

http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/index.html

https://de.wikipedia.org/wiki/12,7_%C3%97_99_mm_NATO

http://spacenews.com/smallsat-operators-have-yet-to-allay-concerns-about-space-junk/

http://spacenews.com/oneweb-just-placed-what-its-calling-the-largest-commercial-web-order-in-history/


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