Cislunarer Raum, der Bereich zwischen Erde und Mond, rückt aufgrund geplanter bemannter Mondmissionen in den Fokus. Programme wie NASAs Artemis, Chinas und Russlands International Lunar Research Station (ILRS) oder ESAs Argonaut zielen auf langfristige Infrastruktur zwischen den Himmelskörpern ab. Diese Entwicklung macht Untersuchungen zu Kollisionsrisiken durch Weltraumschrott notwendig.
Zunahme der Mondmissionen und Schrottproblematik
In den letzten Jahren stieg die Anzahl internationaler Mondmissionen deutlich. Chinas Chang’e-Programm, Indiens Chandrayaan-2/-3, Südkoreas Danuri, Israels Beresheet und Japans Hakuto-R Mission 1 sind Beispiele. NASAs CAPSTONE erreichte 2022 als erste Mission eine near-rectilinear halo orbit-Umlaufbahn. Bis 2030 planen NASA und China bemannte Mondlandungen mit anschließendem Aufbau permanenter Stationen.
Der erhöhte Verkehr zwischen Erde und Mond führt zu mehr Schrott in cislunaren Umlaufbahnen. Kollisionen erzeugen zusätzliche Trümmerteile, was eine Kaskadenwirkung ähnlich dem Kessler-Syndrom in niedrigen Erdumlaufbahnen (LEO) auslösen kann. Dies gefährdet zukünftige Missionen und Infrastruktur.
Studie zu Trümmerwolken in retrograden Umlaufbahnen
Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchten die Ausbreitung von Trümmerwolken nach Kollisionen in distant retrograde orbits (DROs). Sie nutzten das Circular Restricted Three-Body Problem (CR3BP) für Referenzorbits und NASAs Standard Breakup Model zur Simulation von Fragmentierungen. Die Ausbreitung der Trümmer über 30 Tage modellierten sie mit dem Bicircular Restricted Four-Body Problem (BCR4BP).
Die Ergebnisse zeigen:
- Cumulative Fragmentrate bleibt unter 3,5% innerhalb von 30 Tagen
- Kollisionen auf der Mondrückseite bergen höheres initiales Risiko
- In einer definierten 200-km-Schutzzone um den Mond verbleiben 3% der Trümmer
- Anzahl der Schrottteile variiert zwischen unter 10 und über 100 je nach Orbit
Die meisten Kollisionsrisiken entstehen durch Hochgeschwindigkeitsvorbeiflüge, nicht durch dauerhafte Koorbitalgefahren. Zukünftige Missionen benötigen umfassende Risikoanalysen und Abkommen zur Vermeidung von Schrott in cislunaren Umlaufbahnen.
Quellen
- Wu, Y. et al. (2026). Debris Evolution from Spacecraft Fragmentation in Earth-Moon Distant Retrograde Orbits. arXiv. DOI: 10.48550/arxiv.2607.15709
- NASA (gegründet 1958). Budget: 25 Mrd. USD jährlich.
- Universe Today: Bereitstellung von Forschungsinformationen