MEX Blog: Höchstgeschwindigkeitsimpakte

Go for Launch

Mein Verweis auf den aktuellen Artikel im MEX-Blog kommt reichlich spät. Der Artikel ist aber so gut, dass ich trotzdem darauf hinweisen möchte, auch wenn dort bald schon wieder der neue Artikel von dieser Woche fällig sein wird (der wird dann übrigens von mir sein). Hier geht’s zum MEX-Blog-Artikel vom 28.2.2014, Titel: “Hypervelocity Cratering and riding out the risk“. Klingt technisch und ist es auch.

Unlängst habe ich bereits die Folgen von Höchstgeschwindigkeitsimpakten von Staubteilchen auf Raumsondenkomponenten angesprochen. Der MEX-Blog-Artikel geht nun genau auf diese Punkte ein_ Die mechanische Beschädigung von Oberflächen, gar das Durchschlagen von Strukturen, aber auch der elektromagnetische Puls. Noch einmal zur Erinnerung: Wir reden hier von eienr Relativgeschwindigkeit zwischen Raumsonde und Staub von 56 km/s.

Was kann man gegen letzteres machen: Nicht viel – außer einzelne Komponenten abzuschalten. Aber das geht nun einmal nur bedingt – eine Raumsonde lässt sich nicht in den Standby versetzen wie ein Fernseher. Wenn man aber elektrische Komponenten abschaltet, dann zuerst die, die die Sonde nicht für den Betrieb braucht. Eine Raumsonde funktioniert auch ganz gut ohne wissenschaftliche Instrumente (die Instrumente aber nicht ohne Raumsonde). Daher könnte man die ja erst einmal abschalten. Das würde dann aber bedeuten: Keine Bilder und keine wissenschaftlichen Messdaten während der Phase der größten Annäherung.

Eines dar man nicht vergessen: Der Komet Siding Spring hat sich zwar den Mars für seinben nahen vorbeiflug ausgesuicht, aber es könnte genausogut auch mal ein Komet in Hunderttausend Kilometern Entfernung an der Erde vorbeirauschen. Dann wären nicht nur eine Handvoll wissenschaftliche Raumsonden, sondern Tausende operationeller Satelliten dem Risiko von Hochgeschwindigkeitsimpakten von Staubpartikeln ausgesetzt. Diese Satelliten dienen zur Erdbeobachtung, zur Meteorologie, zur Kommunikation, zur Navigation und zu anderen für unsere Wirtschaft und unser Wohlergehen wichtigen Dingen. Wenn sie ausfielen, hätte das schlimme Konsequenzen. Deswegen ist es wichtig, dass man so viel wie möglich aus der Begegnung von MEX und den NASA-Sonden mit dem kometaren Staub lernt. So können wir lernen, wie das Risiko für Erdsatelliten zu bewerten wäre, sollte ein anderer Komet die Erde besuchen.

Michael Khan

Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur und arbeite bei einer Raumfahrtagentur als Missionsanalytiker. Alle in meinen Artikeln geäußerten sind aber meine eigenen und geben nicht notwendigerweise die Sichtweise meines Arbeitgebers wieder.

6 Kommentare

    • Ich schrieb “wie ein Fernseher”, wo nämlich so ziemlich alles aus ist, außer dem kleinen Empfänger für das Signal der fernbedieung und einer LED. Bei Rosetta, ebenso wie bei manchen anderen Sonden in Hibernation, lief noch eine ganze Menge Elektronik an Bord. Nur das, was nicht unbedingt erforderlich war, konnte abgeschaltet werden. Mehr dazu im MEX-Blog-Artikel, den ich verlinkt habe.

  1. Es gibt also schon einige Erfahrungen mit Mikrometeoriten und entsprechende Auswertungen. Doch die elektrischen Effekte scheinen mir bis jetzt nur postuliert aber nicht nachgewiesen worden. Es gibt also postuliere Schadensmechanismen durch indudzierte Ströme (oder Kurzschlüsse) und es gibt sogar Strombegrenzer in den elektrischen Systemen des Mars Express. Es liegen aber scheinbar keine entsprechenden Messdaten von Satelliten vor, die im Dienst sind. Immerhin gibt es eine Labor-Untersuchung an Solarpaneln (Susceptibility of Solar Arrays to Micrometeorite Impact
    , durchgeführt durch das Fraunhofer-Institut, welches zum Resultat kam, dass die heute verwendeten Solarpanel für geostationäre Orbits den Anforderungen genügen.
    Mir ist auch kein Satellit bekannt, der wegen Schäden durch Meteoriten seinen Geist aufgegeben hat. Und falls das passiert ist, ist es wohl nicht dokumentiert.

    • Erstens ist das Risiko, im Erdorbit durch einen Mikrometeoriten getroffen zu werden, viel geringer als das, von einem Stück von Menschen gemachten Weltraummülls getroffen zu werden. Weltraummüll ist aber in der Regel deutlich größer als der ganz feine Staub, der kein Loch erzeugt, sondern nur Plasma. So feines Material würde, wenn es im Orbit ist, allein schon durch den auch noch so kleinen Luftwiderstand abgebremst und somit entfernt – viel schneller als die größeren Teilchen.

      Zweitens muss ein Schaden durch elektromagnetischen POuls nicht den Totalverlust des Satelliten nach sich zieht. Ein induzierter Strom muss noch nicht einmal etwas kaputt machen. Vielleicht degradiert er irgednwelceh Komponenten, vielleicht induziert er kurzfristig Ströme, die zu einzelnen falschen Messdaten führen. Wer würde das genau wissen.

      Drittens reden wir hier von einem Fall, mit den wir einfach wenig Erfahrung haben. Es wird einen Durchflug durch einen Staubschweif mit unbekannten Flussdichten und unbekannten Größenverteilungen geben. Nur die Impaktgeschwindigkeit ist bekannt, die liegt bei 56 km/s und ist damit deutlich höher als das, was Kleinstpartikelimpakt im Erdorbit üblicherweise an relativgeschwindigkeit und damit ab umzuwandelnder kinetischer Energie mit sich bringen.

      Was in den MEX-Blog-Artikel steht, ist, dass auch das Kontrollteam nicht genau, oder sogar gar nicht weiß, wie das Gefährdungspotenzial zu beziffern ist. Die müssen auf der Basis unvollkommenen Wissens die richtige Entscheidung treffen, wobei es durchaus auch erhebliche Interessenkonflikte gibt. Was ist nun die richtige Entscheidung? Übervorsichtig zu sein und damit die vielleicht einmalige Chance auf wissenschaftliche Beobachtungen verlieren? Oder etwas gewagter sein und dann vielleicht die Raumsonde zu verlieren, die ansonsten noch einige Jahre hätte funktionieren können? Keine einfache Entscheidung.

Schreibe einen Kommentar