Die Internationale Raumstation könnte bald mit einem Laser bewaffnet sein, um auf Trümmer aus der Umlaufbahn zu schießen.
Diese Idee kann dazu führen, dass Satelliten mit Laserkanonen ausgerüstet werden, um Weltraummüll zu beseitigen, der große Probleme verursacht.
NASA-Forscher vermuten, dass sich auf der Erdumlaufbahn etwa 3.000 Tonnen Weltraummüll befinden, darunter verlassene Satelliten, Raketenkörper sowie Teile und Trümmer, die durch die Kollision verschiedener Objekte entstanden sind. Es kann katastrophal sein, selbst auf Trümmer zu treffen, da die Geschwindigkeit 36.000 km / h (22.370 Meilen pro Stunde) erreichen kann.
Das Problem der Weltraummüll mit jedem Jahr wird immer dringlicher, da immer mehr Raumfahrzeuge und Schiffe in den Weltraum geschickt werden. Darüber hinaus können sich durch Stöße und Kollisionen kleine Partikel von großen Trümmerteilen lösen. Solche Partikel können auch mit anderen Objekten in der Umlaufbahn kollidieren und deren Zerstörung verursachen.
Die meisten Raumfahrzeuge, einschließlich der Internationalen Raumstation, können dem Aufprall von Schmutzpartikeln standhalten, die kleiner als 1 Zentimeter sind. Auf jeden Fall zeigen bodengestützte Radare, dass sich mehr als 700.000 Trümmer mit einer Größe von mehr als 0,4 Zoll in der Erdumlaufbahn befinden. Obwohl Gegenstände, die größer als 10 cm sind, für Astronomen zu groß sind, um sie nicht zu bemerken, ist es viel schwerer, Schmutz zu bemerken, der 1 bis 10 cm misst. Jetzt schlagen Wissenschaftler vor, dass das EUSO-Weltraumobservatorium 2017 mithilfe des japanischen Moduls auf der ISS installiert wird. Es kann ernsthaft bei der Erkennung von gefährlichem Müll helfen. Außerdem kann ein leistungsstarker Laser Weltraummüll zerstören.
"So kann das Teleskop des Weltraumobservatoriums zur Erfassung der kosmischen Strahlung in diesem Projekt verwendet werden", sagte Toshikatsu Ebisuzaki, Astrophysiker und Chefforscher am Institut für physikalische und chemische Forschung (RIKEN).
Das EUSO-Weltraumobservatorium war ursprünglich für die Detektion von ultravioletter Strahlung konzipiert, die von energiereichen kosmischen Strahlen erzeugt wird, die nachts in die Atmosphäre gelangen. Wissenschaftler glauben, dass eine breite Palette von Hochleistungsoptiken auch bei der Erkennung von Hochgeschwindigkeitsabfällen in der Nähe der Internationalen Raumstation helfen wird.
Sobald EUSO den sich nähernden Schutt bemerkt, zerstört ein Laser mit einem kohärenten Verstärkungsnetzwerk (CAN) den Schutt. Ein CAN-Laser besteht aus kleinen Lasern, die zusammen einen starken Laserstrahl erzeugen. Dieses Gerät befindet sich heute in der Entwicklung.
Wissenschaftler verwenden einen Laser, um einen dünnen Film auf der Oberfläche eines Mülls zu verdampfen. Infolgedessen wirkt Hochgeschwindigkeitsplasma als Raketenfahne. So fällt der Müll und brennt in der Erdatmosphäre. Eine Vollversion dieses Systems wird mit einem 100.000-Watt-Ultraviolettlaser aufgeladen, der bis zu 10.000 Impulse pro Sekunde erzeugen kann, von denen jeder ein Zehntel einer Milliardstel Sekunde benötigt. Forscher glauben, dass ein solches System Ablagerungen in einer Entfernung von 100 Kilometern zerstören kann, während der Laser eine 8 Kilogramm schwere Lithium-Ionen-Batterie benötigt.
Wissenschaftler planen, eine kleine Testversion eines solchen Systems auf der Internationalen Raumstation einzusetzen. Es wird aus einer Miniaturversion des EUSO und einem 10-Watt-UV-CAN-Laser bestehen, der bis zu 100 Impulse pro Sekunde abgibt. Ein Vertreter von RIKEN stellte fest, dass das Mini-EUSO-Teleskop offiziell als Projekt auf der Internationalen Raumstation bestätigt wurde. Es wird voraussichtlich 2017-2018 auf den Markt kommen, der Laser befindet sich jedoch noch in der Entwicklungsphase.
Wenn die Test- und die Vollversion erfolgreich sind, planen die Forscher, einen Satelliten zu entwickeln, der Weltraummüll zerstören soll. Der Satellit wird mit einem 500.000-Watt-UV-CAN-Laser ausgestattet sein, der bis zu 50.000 Impulse pro Sekunde erzeugen kann. Wissenschaftler haben berechnet, dass der Satellit alle fünf Minuten ein Partikel oder 100.000 Partikel zerstören kann - jährlich. Die meisten Trümmer konzentrieren sich auf einer Höhe von etwa 800 Kilometern. Die Forscher schlagen vor, dass der Satellit aus einer Höhe von 1.000 km starten und dann jeden Monat nach und nach 10 km absinken kann. So wird er nach 50 Monaten den störendsten Müll in einer Größenordnung von 310-620 Meilen (500 und 1000 Kilometer) beseitigen.
"Wir konnten endlich eine Heilung für die Ansammlung und Ausbreitung von Weltraummüll finden", sagte Ebisuzaki.
"Das Hauptproblem für heute ist die Finanzierung", fügte Ebisuzaki hinzu. "Es gibt einige technische Schwierigkeiten, aber das Hauptproblem besteht darin, Mittel für die Fortsetzung der Entwicklung und den Start zu finden", so der Japaner.
Wissenschaftler präsentierten die Ergebnisse ihrer Forschung am 13. März in der Zeitschrift Acta Astronautica.
