MIT-Algorithmus: Wie rotiert Schrott in Schwerelosigkeit?

Ein neuer Algorithmus, den MIT-Forscher entwickelt haben, berechnet, wie Objekte im Weltraum rotieren. Das Verhalten von Objekten in Schwerelosigkeit zu kennen ist wichtig, um Weltraumschrott zu beseitigen.

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MIT-Algorithmus: Test mit Kleinsatelliten auf der ISS
MIT-Algorithmus: Test mit Kleinsatelliten auf der ISS (Bild: Zanpei/CC BY-ND 2.0)

Ausgebrannte Raketenstufen, nicht mehr funktionsfähige Satelliten, Trümmerteile - der Orbit ist voll von Weltraumschrott, der Satelliten, Raumfahrzeuge und die Internationale Raumstation (ISS) gefährdet. Es gibt verschiedene Konzepte, dieses Problem zu lösen, etwa die Schrottteile mit einem Laser zu beschießen oder sie einzufangen: mit einem Weltraumstaubsauger oder einem Schleppnetz. Allerdings fehle noch eine Grundlage für den Kampf gegen den Weltraumschrott, sagen Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology (MIT): Kenntnisse darüber, wie sich die Teile im Weltraum verhalten.

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Objekte im All rotieren meistens, allerdings auf eine ganz andere Weise als auf der Erde. Die Rotation zu verstehen sei aber wichtig, sagen die Forscher - nicht nur, um Schrottteile einzufangen, sondern auch für mögliche Missionen zu Himmelskörpern, die auf die Erde zufliegen und sie bedrohen.

Verhalten von Teilen in der Schwerelosigkeit

Die IT-Forscher um Alvar Saenz-Otero und Brent Tweddle haben einen Algorithmus entwickelt, der das Verhalten von Teilen in der Schwerelosigkeit berechnen kann - und zwar auf der Grundlage visueller Daten. Der Algorithmus berechnet dabei die Position des rotierenden Objekts, seine Ausrichtung, die lineare und die Winkelgeschwindigkeit sowie die Trägheitseigenschaften gleichzeitig.

Die MIT-Forscher haben ihren Algorithmus bereits im All getestet, anhand von zwei kleinen Satelliten des MIT-Projekts Spheres. Einer der Satelliten drehte sich auf der Stelle, während der andere ihn mit einer Stereokamera aufnahm. Die Spheres-Satelliten sind etwa so groß wie Volleybälle. Drei von ihnen befinden sich an Bord der ISS.

Berechnungen in Echtzeit

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Dabei seien die Berechnungen sehr genau gewesen, berichten die Forscher, selbst als der Algorithmus die Berechnungen in Echtzeit auf dem Mikroprozessor des Kleinsatelliten anstellte. Lediglich die Verteilung der Masse eines Objektes sei nicht ganz genau gewesen. Als der Algorithmus auf einem leistungsfähigeren Computer installiert wurde, seien die Ergebnisse jedoch genauer ausgefallen.

Die Forscher wollen ihre Ergebnisse in der kommenden Ausgabe der Fachzeitschrift Journal of Field Robotics sowie auf der International Conference on Intelligent Robots and Systems vorstellen.

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