ESA setzt auf KI: Neues Weltraumschrott-Modell von OKAPI:Orbits für saubere Umlaufbahnen

ESA setzt auf KI: Neues Weltraumschrott-Modell von OKAPI:Orbits für saubere Umlaufbahnen

Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) hat das Unternehmen OKAPI:Orbits mit der Weiterentwicklung ihres Modells zur Population von Weltraumobjekten (MASTER) beauftragt. Diese nächste Generation des Modells soll die Nachverfolgung und das Management von Weltraumschrott deutlich verbessern. Das Projekt unterstützt die ESA dabei, ihr "Zero Debris"-Ziel bis 2030 zu erreichen – also sicherzustellen, dass durch ihre Missionen keine Netto-Zunahme an orbitalem Müll entsteht.

Das aktualisierte Modell wird fortschrittliche Techniken integrieren, darunter KI-gestützte Formanalysen und hochpräzise Simulationen. Ein Konsortium unter der Leitung von OKAPI:Orbits, an dem auch die Technische Universität Braunschweig beteiligt ist, treibt die Entwicklung voran.

OKAPI:Orbits, ein Spin-off der Technischen Universität Braunschweig (TU Braunschweig), übernimmt die Projektführung. Das Unternehmen arbeitet eng mit dem Institut für Raumfahrtsysteme der Universität zusammen, das über jahrzehntelange Expertise in der Erforschung von Weltraumschrott verfügt. Gemeinsam konzentrieren sie sich darauf, die Genauigkeit und Recheneffizienz des Modells zu optimieren.

Das neue MASTER-Modell wird Schrottteile unterschiedlicher Größen und Formen simulieren und dabei auch Veränderungen in den Materialien von Raumfahrzeugen über die Zeit berücksichtigen. Durch die Kombination historischer und Echtzeitdaten sollen die Vorhersagen präziser werden. Fortschrittliche Lagrange'sche Partikelmethoden und KI-basierte Parametrisierung helfen dabei, Fragmentierungen und chemische Verteilungen in der Umlaufbahn nachzuverfolgen.

Um die Präzision weiter zu steigern, wird das Modell die hochgenauen Bahndatenprognosen von OKAPI:Orbits mit den multiphysikalischen Simulationen der TU Braunschweig verknüpfen. Dieser Ansatz zielt darauf ab, Herausforderungen wie die hochauflösende Verfolgung von Trümmerteilen und die Bewertung von Kollisionsrisiken zu meistern. Das aktuelle MASTER-Modell garantiert bereits, dass die Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit Objekten größer als ein Zentimeter über die Lebensdauer eines Raumfahrzeugs hinweg unter 1 zu 1.000 bleibt.

Zudem soll das Projekt die Rechenleistung verbessern, um mit der zunehmenden Komplexität des Weltraumverkehrs Schritt zu halten. OKAPI:Orbits plant, seine Lösungen für institutionelle und kommerzielle Nutzer weltweit auszubauen. Die Fortschritte werden künftig sicherere und nachhaltigere Weltraumoperationen ermöglichen.

Das weiterentwickelte MASTER-Modell wird eine zentrale Rolle in der "Zero Debris"-Initiative der ESA spielen, die bis 2030 eine sauberere Umlaufbahnumgebung anstrebt. Durch verbesserte Nachverfolgungs- und Simulationsfähigkeiten lassen sich Kollisionsrisiken verringern und die Sicherheit von Missionen erhöhen. Die Ergebnisse des Projekts kommen globalen Weltraumbehörden und privaten Unternehmen zugute, die auf präzise Schrottmodellierung angewiesen sind.