MASSATS - Modelling and Assessment of Space Surveillance And Tracking Systems

Dienste benötigen Infrastruktur-Elemente

Greifen Sie gelegentlich auf die Wettervorhersage zurück, um zu erfahren, wie das Wetter die nächsten Tage aussehen wird? Nutzen Sie das Internet und freuen sich darüber, schnell auch mal einen Blick in weit entfernte Länder werfen zu können? Empfangen Sie hin und wieder Pakete und verwenden die Tracking-Dienste der Logistikunternehmen, um abschätzen zu können, wann Sie das Paket den Zielort erreicht? Vermutlich werden Sie viele dieser Fragen mit „Ja“ beantworten. Aber ist Ihnen bewusst, dass für alle der oben genannten Dienste eine Infrastruktur benötigen wird, die zumindest teilweise im Weltraum lokalisiert ist?

Kritische Infrastruktur muss geschützt werden

In der Tat sind zur Wetter- und Erdbeobachtung, (Internet-)Kommunikation und Navigation sowie für viele weitere Dienste Satelliten erforderlich, die sich zumeist im erdnahen Weltraum befinden. Einige der satellitengestützten Dienste bewahren uns sogar vor Katastrophen, so z.B. die zur Früherkennung von Erdbeben, Tsunamis und Waldbränden. Aber auch andere sind in unserer hochtechnisierten Welt nicht mehr wegzudenken, wie z.B. Dienste, über die Ströme internationaler Finanzdaten fließen. Nicht nur seitens der Betreiber eines Satelliten besteht ganz offensichtlich ein Interesse daran, dass die Satelliten unversehrt ihrer jeweiligen Aufgabe nachkommen können.

Schutz bedingt kontinuierliche Beobachtung

Würde sich ein Satellit an einer festen Position auf der Erde befinden, so lässt er sich ggf. durch einen gesondert abgesicherten Bereich vor schädlichen Einflüssen von außen schützen. Befände er sich aber als Verkehrsteilnehmer auf einer Straße, so wäre es schon schwieriger, diese Aufgabe zu bewältigen, da nicht sichergestellt werden kann, dass sich alle anderen Verkehrsteilnehmer an die landestypischen Regeln halten. Glücklicherweise werden die Regeln von den meisten befolgt. Und sollte sich einmal jemand nicht an die Regeln halten und z.B. auf der falschen Spur fahren, so gelingt es dem Führenden eines Fahrzeugs zumeist durch ein Ausweichmanöver einen Zusammenstoß zu vermeiden. Hierzu ist aber eine vorherige kontinuierliche Beobachtung der Verkehrssituation zwingend erforderlich.

Der Weltraum, ein nicht hoheitlicher und nur partiell beobachtbarer Raum

Nun befindet sich ein Satellit aber in dem nicht hoheitlichen und nur partiell beobachtbarem Weltraum. Dort trifft er auf eine Vielzahl menschengemachter Objekte, von denen die wenigsten funktionsfähige Satelliten sind. Vielmehr besteht der größte Anteil aller Objekte im erdnahen Weltraum schlicht aus Schrottteilen, entstanden aus aufgegebenen Satelliten, ausgedienten Raketenstufen und Bruchstücken davon. Alle zusammen stellen ein großes Problem für funktionierende Satelliten dar. Denn sie können mit diesen kollidieren, sie dabei nachhaltig beschädigen und auch weitere Schrottteile erzeugen.
Zur Kollisionsvermeidung können manövrierfähige Satelliten ggf. ein Ausweichmanöver vollziehen. Das ist aber nur möglich, wenn ihnen bzw. dem Satelliten-Operator frühzeitig eine drohende Kollision bekannt ist. Selber erfassen können Satelliten ihre Situation typischerweise nicht, da sich die Objekte im Weltraum mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen und aus nahezu beliebigen Richtungen annähern können. Selbst dann, wenn man die eigene Lage erfassen könnte, wäre ein Manöver trägheitsbedingt nicht zeitnah abzuwickeln.

Situation im Weltraum muss global erfasst werden

Die Bildung eines Bewusstseins um die Situation im Weltraum – Space Situational Awareness (SSA) – ist unabdingbare Voraussetzung, um wichtige Dienste und damit verbundene Infrastruktur-Elemente unserer modernen Gesellschaft geeignet schützen zu können. Hierzu wird ein Verbund von Space Surveillance & Tracking (SST) Sensoren sowie assoziierter Systeme benötigt. Dieser System-Verbund kann in weiten Teilen bereits vor seiner technischen Entwicklung hinsichtlich seiner späteren Eignung und Resilienz untersucht werden.

Das Forschungsprojekt MASSATS (Modelling & Assessment of Space Surveillance And Tracking Systems) verfolgt das Ziel, die hierfür erforderlichen Instrumente zur Verfügung zu stellen.