Freie Fahrt im Weltraum
Mehr als 8500 Tonnen Weltraumschrott befinden sich momentan in der
Umlaufbahn um die Erde. Wegen ihrer hohen Geschwindigkeit können auch
kleine Teilchen bei einer Kollision großen Schaden an den Satelliten
anrichten. Das Start-up Vyoma, das mit Hilfe der Technischen Universität
München (TUM) gegründet wurde, will ein eigenes Warnsystem aufbauen, das
diese Kollisionen verhindern soll.
Seit Beginn des Weltraumzeitalters 1957 wurden laut der europäischen
Weltraumorganisation Esa bereits 6100 Raketen ins All geschossen, diese
brachten unter anderem 12.020 Satelliten in die Erdumlaufbahn. Mit der
Zeit hat sich dadurch auch eine ungeheure Menge an Schrott im All
angesammelt.
„Das sind einmal die alten Satelliten selbst, die nicht mehr
funktionsfähig sind“, erklärt Christoph Bamann, der an der TUM Luft- und
Raumfahrt studierte. „Oder Teile von Raketen, die so groß sein können wie
ein Bus.“ Aber auch kleinere Gegenstände fliegen durchs All. So werden
etwa sogenannte Jojo-Gewichte, die sich an Raketen befinden, gezielt
weggesprengt, um die Drehung der Rakete zu verlangsamen. Kleinere
Schrottteile entstehen aber auch durch Kollisionen oder Explosionen.
Auch kleinste Teilchen sind gefährlich
Die Schrott-Teile gefährden vor allem die funktionsfähigen Satelliten.
Denn die Teilchen erreichen Relativgeschwindigkeiten von 10 Kilometern pro
Sekunde. „Das bedeutet, auch wenn die Teilchen noch so klein sind, können
sie bei einer Kollision eine Wucht haben wie ein Auto mit einer
Geschwindigkeit von 100 Stundenkilometern“, so Bamann. Getroffene
Satelliten werden zerstört. Gemeinsam mit Luisa Buinhas und Stefan Frey
hat Bamann im August 2020 das Start-up Vyoma gegründet. Ihr Ziel: ein
europäisches Warnsystem zu etablieren, um den Betreibern zu helfen, ihre
Satelliten aus der Gefahrenzone zu navigieren.
„Wir beobachten den Satellitenschrott und berechnen dann voraus, wohin
dieser fliegen wird“, erklärt Stefan Frey. Dazu will das Team eigene
Satelliten nutzen, die mit optischen Kameras Bilder der Schrottteile
aufnehmen. „Wir haben dann eine Sequenz von Bildern, die wir mit
Informationen von früheren Aufnahmen kombinieren, und so können wir dann
die Umlaufbahn der Schrottteile bestimmen.“ Ist die Umlaufbahn bekannt,
kann auch die Geschwindigkeit der Teile bestimmt werden. „Da die Kräfte im
erdnahen Weltraum bekannt sind, können wir auch abschätzen, wohin sie
fliegen“, so Frey.
Das Problem wird immer größer
Zehn Satelliten in einer bestimmten Konfiguration ermöglichen eine
permanente Beobachtung der Objekte im Weltraum. „Wir sehen so 90 Prozent
aller gefährlicher Objekte mindestens ein bis zweimal pro Tag“, sagt Frey.
Diese spezielle Ausrichtung der Satelliten sowie die Software, um aus den
Bildern die Flugbahn der Objekte zu errechnen, haben die Gründerin und
Gründer selbst entwickelt.
Neu ist die Idee zur Entwicklung eines kommerziellen Warnsystems vor
Weltraumschrott natürlich nicht, erklärt Frey. Doch bisher war es für
kleinere Unternehmen nicht finanzierbar. „Die Satelliten werden immer
kleiner und die Kosten, einen Satelliten in die Umlaufbahn zu bringen sind
gesunken“, erklärt Frey. „Deswegen ist es jetzt einfach erschwinglich
geworden.“ Zeitgleich mit den Möglichkeiten wächst auch das Problem:
Bereits jetzt müssen die Satellitenbetreiber pro Jahr und Satelliten
mindestens ein Ausweichmanöver ausführen.
Erdbasierte Beobachtung
Auch jetzt werden Satellitenbetreiber bereits vor Kollisionen gewarnt. Ein
Netzwerk von erdbasierten Radaranlagen und Teleskopen, die von den USA
betrieben werden, katalogisieren Objekte mit einem Durchmesser von über
zehn Zentimetern. Mit dem Unternehmen Vyoma möchten die Forscherinnen und
Forscher ein weltallbasiertes Netzwerk aufbauen, das noch genauer ist und
auch kleinere Teilchen erkennen kann. „Europa hat außerdem ein großes
Interesse daran, in diesem Bereich eine gewisse Unabhängigkeit zu
erlangen“, sagt Frey.
Aktuell arbeiten die Gründer an einer Plattform, die ein Netzwerk von
erdbasierten Sensorstationen in Europa nutzt, um Daten zu erheben. Damit
wollen sie Satellitenbetreibern verschiedene Dienstleistungen anbieten:
Einmal können bestimmte Objekte, die dem Satelliten gefährlich werden
können, genauer beobachtet werden. Aber auch der Satellit selbst kann,
wenn etwa die Kommunikation gestört ist, lokalisiert werden. In etwa zwei
Jahren will das Unternehmen seine eigenen Satelliten launchen.
Förderung durch die TUM
Das Start-up wurde durch die TUM Gründungsberatung unterstützt. Das Team
erhielt außerdem die EXIST-Gründerförderung finanziert durch das
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie sowie den Europäischen
Sozialfond. Das Team nutzte vor der offiziellen Gründung des Starts-ups
die Büros im TUM Incubator. Mentor Prof. Urs Hugentobler von der Professur
für Satellitengeodäsie stand den Gründern außerdem mit seinem
Expertenwissen zur Seite. Vyoma nimmt am aktuellen Programm des XPRENEUR
Inkubators von UnternehmerTUM teil.
Mehr Informationen:
Jedes Jahr werden an der TUM 70 bis 80 technologieorientierte Unternehmen
gegründet. TUM und UnternehmerTUM, das Zentrum für Innovation und
Gründung, unterstützen Start-ups mit Programmen, die exakt auf die
einzelnen Phasen der Gründung zugeschnitten sind – von der Konzeption
eines Geschäftsmodells bis zum Management-Training, vom Markteintritt bis
zum möglichen Börsengang. Die TUM Venture Labs bieten Gründungsteams aus
bedeutenden Wissenschaftsfeldern ein ganzes Ökosystem in unmittelbarer
Anbindung an die Forschung. Bis zu 30 Teams können Büros im TUM Incubator
nutzen, um sich auf den Start ihres Unternehmens vorzubereiten.
UnternehmerTUM investiert mit einem eigenen Venture Capital Fonds in
vielversprechende Technologieunternehmen und bietet mit dem MakerSpace
eine 1.500 Quadratmeter große Hightech-Werkstatt für den Prototypenbau.
Diese Förderung ist laut „Gründungsradar“ die beste an den großen
deutschen Hochschulen.
