„Hilfe, wir sind umzingelt!“

Arrow down

Eine DatenVisualisierung
zum Thema Weltraumschrott

"Was ist Weltraummüll überhaupt?" Obwohl wir Weltraummüll am Himmel nicht sehen können, befindet er sich in der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) hinter den Wolken und weiter entfernt, als das Auge sehen kann.

LEO (low earth orbit) ist ein orbitaler Weltraumschrottplatz. Es gibt Millionen Teile von Weltraumschrott, die im LEO fliegen. Der meiste Weltraumschrott besteht aus künstlichen Objekten, wie Teilen von Raumschiffen, Raketen, ausgedienten Satelliten, einer Kamera, einem Schraubenzieher und einer Zahnbürste, aber auch einem Tesla-Auto oder Explosionen von orbitalen Objekten, die mit hoher Geschwindigkeit im Weltraum herumfliegen.

Der meiste "Weltraumschrott" bewegt sich sehr schnell und kann Geschwindigkeiten von 30.000 km/h pro Stunde erreichen, fast siebenmal schneller als eine Gewehrkugel. Aufgrund der Geschwindigkeit und des Volumens stellen aktuelle und zukünftige Weltraummissionen ein Sicherheitsrisiko für Menschen und Maschinen dar.
Es gibt viele Gründe, warum unser Orbit zu einer Müllhalde geworden ist. Zum Beispiel haben allein die vorsätzliche Zerstörung der chinesischen Fengyun-1C-Raumsonde im Jahr 2007 und die Kollision einer US-amerikanischen und einer russischen Raumsonde im Jahr 2009 die Menge an großem Weltraumschrott im LEO enorm erhöht.

Als Folge der steigenden Anzahl von Trümmerobjekten wird auch die Wahrscheinlichkeit für katastrophale Kollisionen progressiv zunehmen; eine Verdoppelung der Anzahl von Objekten erhöht das Kollisionsrisiko um etwa das Vierfache.

Die unterschiedlichen Umlaufbahnen in einer Übersicht

Je größer die Trümmerpopulation wird, desto mehr Kollisionen wird es geben.

Selbst kleinste Teilchen (weniger als 0,5 mm) erreichen in der geostationären Umlaufbahn (circa 36.000 km Erdentfernung) Geschwindigkeiten von bis zu 80.000 km pro Stunde. Stoßen diese mit einem Satelliten zusammen, ist die Energie des Aufpralls vergleichbar mit der einer Granatenexplosion. Man kann sich vorstellen was bei zunehmender Größe der Schrottteile passiert.

Schließlich werden Kollisionsfragmente mit Kollisionsfragmenten kollidieren, bis sich die gesamte Population auf unterkritische Größen reduziert. Dieser sich selbst wiederholende Prozess, der für den LEO-Bereich besonders kritisch ist, wird als "Kessler-Syndrom" bezeichnet.

Es gibt keine internationalen Weltraumgesetze, die die Entsorgung von Trümmern in unserem Orbit regeln.
Die Entsorgung von Weltraummüll ist jedoch nicht die Aufgabe eines einzelnen Landes, sondern aller Länder, die Zugang zum Weltraum haben. Die Entsorgung von Weltraummüll ist eine internationale Herausforderung und eine Chance, den Weltraum für zukünftige Erkundungsmissionen zu erhalten.

Wir haben ein globales Problem geschaffen, das wir nur mit der Hilfe aller Länder lösen können.
Der Weltraum um unseren Planeten füllt sich, wenn er nicht schon überquillt. Es ist an der Zeit, den Müll zurück auf die Erde zu bringen!


Mehr In­form­a­tion­en zum Thema find­est du zum
Beis­piel in diesem Artikel.  


Eine DatenVisualisierung
zum Thema Weltraumschrott

Die Farbe sagt aus, wer für den jeweiligen Weltraumschrott zu einer bestimmten Zeit auf einer bestimmen Umlaufbahn verantwortlich ist.


Die Stil–elemente

Die Größe der Kreise ist definiert durch die Anzahl der 
Teile an Weltraumschrott (über 10cm)

Die Balken höhe definiert die Höhe des Budgets in USD

Der blaue Kreis definiert die USA

Der rote/pinke Kreis definiert Russland (ehemals UDSSR)

Der gelbe Kreis definiert China

Der grüne Kreis definiert Frankreich

Das Budget der nasa über die jahre

Die USA ist das Land, das–gemessen am Bruttoinlandsprodukt–am meisten Geld für Weltraumprogramme ausgibt. Die NASA wurde im Jahr 1958 gegründet, um der Sowjetunion ihre Führungsrolle in der Raumfahrt streitig zu machen. Mittlerweile sind die USA der Marktführer im All und führten die meisten bemannten Raketenstarts in den Weltraum durch.

2018 kündigte die US-Regierung an, die United States Space Force (USSF) in Auftrag zu geben, die ab dem Jahr 2020 militärische Operationen im Weltraum übernehmen soll. Auch andere Länder machen im Bereich Raumfahrt auf sich aufmerksam: Im März 2019 gelang es beispielsweise der chinesischen Weltraumbehörde CNSA auf der erdabgewandten Seite des Mondes zu landen. Das Budget ist in US dollar $ (Währungsbereinigt) angegeben.

Das Budget der nasa über die jahre

Die Visualisierung

Das Datendiagramm zeigt die Korrelation zwischen dem Budget der Nasa (also dem allgemeinen Interesse an der Weltraumforschung) und der Anzahl der Weltraumtrümmer mit Teilen über 10cm* über die Jahre. (*Objekte, die größer als zehn Zentimeter im Durchmesser sind, werden routinemäßig von einem Netzwerk von Radarsystemen und Teleskopen vermessen und katalogisiert. Etwa eine Million Stücke sind größer als ein Zentimeter. Und es gibt wahrscheinlich mehr als 150 Millionen winzige Stücke von Schrott, die größer als ein Millimeter sind.)

Das Budget ist deshalb interessant, weil verschiedene Ereignisse es maßgeblich beeinflussen. Während 1960 das Budget noch winzig war, ist es durch das "Space Race" zwischen den USA und Russland (ehemalige UdSSR) sprunghaft angestiegen.
Ebenso wie die Challenger-Katastrophe 1986 und die Beendigung des Raumfahrtprogramms im Jahr 2011.
Das Budget steigt seitdem wieder an, vor allem im Zusammenhang mit der Entdeckung einer kommerziellen Nutzung (z.B. Bodenschätze Mars).

Die Visualisierung zeigt, dass im Jahr 2025 die Erdumlaufbahn voll mit Müll sein wird. Folgen könnten sein, das Weltraummissionen riskanter sowie die Lebensdauer von Satelliten deutlich kürzer sein wird.
Das Budget steigt, aufgrund der Entwicklung privater Raumfahrtunternehmen, rapide an. Ein weiterer Grund ist das militärische Interessen wie zum Beispiel an der Gründung der US Space Force, 2018 zu sehen ist. Wie oft im historischen Kontext abzuleiten ist, steigen mit einem Budget der NASA ebenfalls das anderer Nationen–was möglicherweise Katastrophale folgen hervorrufen kann.

Die Größe der Kreise stellt die Daten für die Anzahl der Weltraummüllteile pro Jahr dar–die Rechtecke das Budget. Die Farbe zeigt die Nation an, die zu einem bestimmten Zeitpunkt für den Weltraumschrott verantwortlich war.
In der direkten Erdumlaufbahn ist die Anzahl der Teile in der Visualisierung teilweise negativ, d.h., sie ist geringer. Die kleineren Kreise sind darauf zurückzuführen, dass Weltraummüll durch die Schwerkraft zurück zur Erde fällt.

Je weiter der Müll von der Erde entfernt ist, desto länger dauert es, bis er zur Erde zurückkehrt. In einer Orbitalhöhe von 400 Kilometern bleibt Weltraummüll etwa ein Jahr im All. Die Lebensdauer von Teilen in 800 Kilometern Orbitalhöhe kann bis zu 150 Jahre und mehr betragen.

Stilistisch soll die Form der Grafik an einen Satelliten oder Stern erinnern. Die langen Striche, sind kein tatsächlicher Bestandteil der Visualisierung–diese sollen lediglich den Zusammenhang zwischen Balken und Kreisen verdeutlichen. Kreise sind als Mengenangabe sinnvoll, es lassen sich so Werte einfach ablesen. Die Balken in einer "Netzgrafik" mit einzubinden, lässt diesen Parameter gut mit der restlichen Visualisierung Verbinden. Im Zentrum steht die Erde, der blaue Planet, umzingelt von Farbigen Kreisen (dem Weltraumschrott). Die Balken heben sich wie Stacheln ausgehend von dem Mittelpunkt ab. Dadurch bekommt die Grafik eine Art Aggressivität und verdeutlicht umso mehr das eigentliche Problem–wir haben uns unser eigenes Gefängnis gebaut.



Die Visualisierung

Die Plakate

Die Plakate

Die Gestaltung der Plakate war ein hilfreicher Schritt für das Grundkonzept der Webseite. Ich habe auf dem linken Plakat die ursprüngliche Visualisierung wie eine Stoppuhr mit dem Uhrzeigersinn gedreht. Zum Verständnis habe ich den Kreis in der Mitte durch einen blauen ersetzt–"der Blaue Planet" oder die Erde.

Auf dem rechten habe ich ähnlich wie der Künstler Ursus Wherli die Datengrafik sortiert und linear aufgereiht. Die einzelnen Datenpunkte lassen sich so besser ablesen. Der hellblaue Hintergrund symbolisiert den Himmel. Stilistisch soll die linke Visualisierung einen Satelliten oder eine Sternform darstellen.

Die Zwei Plakate stellen das Thema sehr einfach und ohne jeglichen Text dar. So können auch keine genauen Daten abgelesen werden, jedoch das starke Wachstum an Teilen in den Orbits und das sich verändernde Budget lassen sich ablesen.

impressum:

impressum:

Programmiertes Entwerfen SS21
HFG Schwäbisch Gmünd
Visualisierung einer Datengrafik–
Thema Weltraumschrott
Ein Projekt von Anton Wendel
betreuender Professor:
Andreas Pollok