Wie kann man Weltraumschrott bekämpfen oder alte Satelliten länger einsatzfähig halten? An dieser Frage arbeiten Wissenschaftler der TU Dresden unter der Leitung von Felix Biertümpfel in den kommenden drei Jahren im Rahmen des Projekts "Redecorate"*. Die Idee: Raketen bringen Minisatelliten in den Orbit, die als Schubantrieb für andere Objekte dienen können. Dafür heften sich die sogenannten Cubesats an ihre Ziele und lenken sie dann mit ihren Elektrospray-Triebwerken auf die gewünschte Umlaufbahn.

Die Cubesats sind kleine Würfel mit einer Kantenlänge von rund zehn Zentimetern und einem Gewicht von gerade mal einem Kilogramm (engl. cube= Würfel, sat für satellite). Viele Cubesats kombiniert können mit ihren Triebwerken andere Objekte gezielt beschleunigen oder abbremsen. Dadurch könnten sie Weltraumschrott – also ausgediente Raketenstufen, alte Satelliten oder größere Trümmerteile – bremsen und so zum Absturz in die Atmosphäre bringen, wo der Schrott dann verglühen soll.

Die innovativen Antriebe könnten allerdings auch die Lebensdauer von Satelliten verlängern. "Hierfür würde ein an den Satelliten gedockter iESE**-CubeSat-Schwarm als neues Positions- und Lageregelungssystem fungieren. Durch die Entwicklung und den Einsatz verbesserter und sicherer Regelungssysteme werden zudem die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen in der Raumfahrt erfüllt und höchste Leistungsfähigkeit ermöglicht", sagt Felix Biertümpfel zu den Zielen des Forschungsprojekts.

Schwärme kleiner Satelliten könnten als externer Antrieb für ältere Satelliten dienen. (Projektskizze) Bildrechte: Felix Biertümpfel, TU Dresden

Weltraumschrott zählt zu den wachsenden Problemen der Raumfahrt. Schätzungsweise mehrere zehntausend kleinere und größere Objekte aus mehr als sechzig Jahren Raumfahrt umkreisen die Erde auf niedrigen Umlaufbahnen. Diese Objekte, beispielsweise Überreste ausgebrannter Raketen oder ausgemusterte Satelliten, bis hin zu kleineren Trümmerteilen, rasen mit enormen Geschwindigkeiten durch den luftleeren Raum. Prallen Teile auf aktive Satelliten oder andere Raumfahrzeuge, kann das gewaltige Schäden verursachen. Trifft Weltraumschrott auf Weltraumschrott, können immer kleinere Trümmer und Splitter entstehen.

*REDECORATE ist ein Projekt der TU Dresden, die dafür mit der University of Michigan und dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) kooperiert. Der Name steht für REcommissioning and DEorbiting using CubeSat swarms with electrO spRAy ThrustErs, übersetzt: Wiederinbetriebnahme und Deorbitierung durch CubeSat-Schwärme mit Elektrospray-Triebwerken.
**iESE steht für "ionic electro spray engines", auf Deutsch: Elektrospray-Triebwerke