Rasch zunehmende Mengen an Weltraummüll bedrohen die Weltrauminfrastruktur. Im Projekt STRATOLASER forscht das Fraunhofer FHR als Teil eines Konsortiums an einer neuartigen Lösung zur Beseitigung von Weltraumschrott. Ziel ist der Aufbau eines Demonstrators eines Laserablationssystem auf einem Stratosphärenballon.
Ein bisschen wie Science-Fiction: Ein hochenergetisches Lasersystem mit Relaisspiegeln auf einem Stratosphärenballon, der in 30 km Höhe fliegt, zielt auf Trümmerteile. Durch den Laserstrahl entsteht eine leichte Verdampfung am Objekt, was – ähnlich wie bei einer Rakete – einen minimalen Rückstoß bewirkt. „Durch den Rückstoß wird das Trümmerteil aus seiner Bahn gebracht und näher an eine andere Umlaufbahn gelenkt, die tiefer an die Erdatmosphäre reinreicht. Die verstärkte Reibung bewirkt, dass es mit der Zeit immer tiefer sinkt, bis es schließlich verglüht“, erklärt Dr. Jens Klare, Projektleiter STRATOLASER am Fraunhofer FHR den Ansatz.
Durch die Nutzung des Stratosphärenballons kann das System über dem dichten Teil der Erdatmosphäre agieren. Vorteile durch die Eliminierung der atmosphärischen Dämpfung und Streuung des Laserstrahls sind unter anderem geringerer Leistungsbedarf des Lasers im Vergleich zu einem bodengestützten System und verminderte Kosten.
Im Rahmen des Projekts soll eine erste experimentelle Kampagne den Technologiereifegrad TRL 4 erreichen und grundlegende Technologien etablieren. In der derzeitigen Projektphase untersucht das Konsortium aus B2Space, HiLASE, CLPU, Universität Sapienza, Fraunhofer FHR unter der Leitung von AICIA’s zwei Ansätze: Ein System mit einem UV-Laser auf dem Ballon und ein bodenbasierter Infrarotlaser. Der Infrarotlaser soll auf das System auf dem Ballon zielen, wird dort in den UV-Bereich umgewandelt, der dann auf den Weltraummüll schießt. Das Zielen stellt dabei große Herausforderungen dar, da der Laser dem bewegten Objekt nachgeführt werden muss, um es mehrfach treffen zu können. Geübt wird das zunächst an einem 20 km entfernten Ballon, der ein Trümmerteil trägt, um später dann auch dafür geeignete Weltraumschrottteile zu identifizieren, deren Bahn bestimmen und die Orbitinformationen in Echtzeit an das Lasersystem auf dem Ballon senden. Ziel des Projekts ist es zunächst, das Objekt überhaupt zu treffen.
Weiterhin untersucht das Fraunhofer FHR in STRATOLASER, inwieweit ein eigenes Radarsystem mit entsprechender Größe und Leistung auf dem Stratosphärenballon angebracht werden könnte.
STRATOLASER ist ein Projekt im Rahmen der EIC Pathfinder Challenge zur Stärkung der Nachhaltigkeit und Resilienz der EU-Weltrauminfrastruktur. Hier werden insgesamt sieben Projekte gefördert. Diese werden sich auch projektübergreifend vernetzen.
Dieses Projekt wird durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon Europe der Europäischen Union über den European Innovation Council (EIC) Pathfinder Challenge „Stärkung der Nachhaltigkeit und Resilienz der EU-Weltrauminfrastruktur“ im Rahmen des Fördervertrags Nr. 101223245 gefördert.
Bild: © AICIA/GRVC