DE102012006553A1

DE102012006553A1 - Schutz- Satelliten- und/oder Raketensystem und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102012006553A1
Application number: DE201210006553
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-02

Abstract

Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem bestehend aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen zur Verteidigung der Erde gegenüber kollidierender Objekte, insbesondere gegen Objekte aus dem Weltraum, wobei das System aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen besteht, welche in gleichen oder unterschiedlichen Höhen über der Erde positioniert sind und einen virtuellen Gürtel oder Kreisbogen über der Erde bilden, wobei jeder Satellit und/oder jede Rakete mit einem Antriebssystem sowie mit wenigstens einer Energie-Erzeugungs- und/oder Versorgungseinheit ausgerüstet ist und über eigene Erfassungs- und Kommunikationsmittel verfügt und wobei die Satelliten und/oder Raketen mit Explosionsvorrichtungen ausgerüstet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem und Verfahren zu dessen Betrieb, insbesondere ein System um die Erde von Objekten aus dem Weltraum, welche auf Kollisionskurs mit der Erde sind, zu schützen und/oder diese Objekte zu zerstören oder abzulenken.
Der Weltraum um unseren Planeten ist voll von sogenannten „NEO's”, near Earth Objects die irgendwann in die Gravitation der Sonne oder der Erde und somit in deren Umlaufbahn geraten und dadurch auf Kollisionskurs gelenkt werden können. Gerade erst jetzt wird begonnen ernsthaft dieses Problem von Objekten, die die Erde ernsthaft gefährden könnten, anzugehen und diese überhaupt wahrzunehmen und zu katalogisieren. Die Zahl dieser potenziellen Bedrohungen wird von momentan ca. 90, sehr wahrscheinlich auf einige Hunderte anwachsen.
Bisherige Strategien diesem Szenario zu begegnen sehen unter anderem vor, dem Objekt eine Rakete entgegen zu schicken um durch kinetischen Impuls beim Auftreffen das Objekt aus der Bahn zu lenken, oder durch die Eigengravitation sozusagen vom Kurs abzubringen. Kleinere Objekte sollen mittels ansprühen ebenfalls aus der Kollisionsbahn gebracht werden. Hier wird immer davon ausgegangen eine Abwehr bei Bedarf von der Erde aus zu starten, um eine Zerstörung der Erdoberfläche und die damit einhergehende Auslöschung der menschlichen Zivilisation zu verhindern. Das kostet aber Zeit die vielleicht gar nicht mehr bleibt, oder es treten widrige Umstände auf die Raketenstarts verzögern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem und Verfahren zu dessen Betrieb zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll das System die Aufgabe erfüllen frühzeitig auf Gefahren reagieren zu können.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfasst.
Erfindungsgemäß ist ein Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem bestehend aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen zur Verteidigung der Erde gegenüber kollidierender Objekte, insbesondere gegen Objekte aus dem Weltraum, wobei das System aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen besteht, welche in gleichen oder unterschiedlichen Höhen über der Erde positioniert sind und einen virtuellen Gürtel oder Kreisbogen über der Erde bilden, wobei jeder Satellit und/oder jede Rakete mit einem Antriebssystem sowie mit wenigstens einer Energie-Erzeugungs- und/oder Versorgungseinheit ausgerüstet ist und über eigene Erfassungs- und Kommunikationsmittel verfügt und wobei die Satelliten und/oder Raketen mit Explosionsvorrichtungen ausgerüstet sind.
Die Satelliten und/oder Raketen werden in der Art eines Gürtels in einem oder bevorzugt unterschiedlichem Abstand zur Erde positioniert. Eine geostationäre Umlaufbahn ist nicht zwingend, da die Satelliten und/oder Raketen bevorzugt ihre Position im Raum um die Erde einnehmen und halten sollen um einen festen Abwehr-Gürtel, bevorzugt über der geostationären Umlaufbahn zu errichten. Hierzu soll eine ganze Anzahl leichter Raketen entweder als Pakete in mehreren großen Trägerraketen ins All befördert werden, oder einzeln über eine sog. Rail-Gun von einem Flugzeugträger mit der Erdrotation in unterschiedlichen Winkeln in den Orbit geschossen werden. Diese leichten Raketen sind ganz speziell konzipiert. Sobald sie außerhalb der Erdanziehung sind, werden die Spezialraketen mittels weniger Steuerschüben an die jeweils geplanten Koordinaten bugsiert, wo sie bewegungslos verharren. Bei diesem Vorgang kann durch allmähliches Driften unnötiger Treibstoffverbrauch minimiert werden. Ein gemeinsames Kontrollzentrum koordiniert diesen Vorgang, bis der gesamte Schutzgürtel komplettiert ist und die Erde von einem Schutzschild umgeben ist. Hier gehen die Spezialraketen in den Stand-By-Modus, warten auf Befehle und beobachten passiv „ihren” Sektor, kontrolliert vom ständig besetzten Bodenkontrollzentrum oder einem internen System der Satelliten und/oder Raketen. Solch ein internes System kontrolliert die aktuellen Positionen aller Satelliten und/oder Raketen relativ zueinander und passt dies ggf. an um einen möglichst geschlossenen Verteidigungsgürtel zu bilden. Eine Kontrolle vom Bodenkontrollzentrum ist dabei aber immer prioritär zu dem internen System verfügbar. Ausgerüstet sind die Satelliten und/oder Raketen mit einem oder bevorzugt mehreren kleineren Sprengköpfen, z. B. Atomsprengköpfen oder anderen impulsstarken Sprengmitteln, photovoltaischer Energieerzeugung, Radar, Steuer/Impulsdüsentriebwerk, optischen Erfassungsgeräten sowie einem Sonnensegel das sich im Einsatzfall entfaltet und dann für den Langstreckenantrieb sorgt. Die Sprengköpfe sind dabei bevorzugt in einem Abstand, beispielsweise an den Enden der Sonnensegel positioniert um eine große Fläche abdecken zu können, alternativ und/oder zusätzlich ist der Satellit oder die Rakete selbst mit einem Sprengkopf ausgerüstet.
Wird nun, von der Erde mittels Teleskopen oder vom System des Schutzschilds selbst, eine potenzielle Gefahr geortet, kann sehr zeitnah reagiert werden. Dem Objekt, dass auf Kollisionskurs ist, werden bevorzugt mindestens drei Spezialraketen bzw. Satelliten und/oder Raketen durch entfalten der Sonnensegel und/oder mittels der Impulsdüsen als Beschleunigungsschub entgegengeschickt. Abhängig von der ermittelten Objektgröße werden entsprechend mehr Satelitten und/oder Raketen auf den Weg geschickt. Da die Satelliten und/oder Raketen unterschiedliche Positionen hatten werden sie auch zu unterschiedlichen Zeitpunkten den relativen Objektkurs erreichen, woraus sich dann die Möglichkeit ergibt, umgehend auf resultierende Geschehnisse reagieren zu können.
Das Kollisions-/Ablenkungs-Szenario ist so geplant dass die Rakete etwas seitlich auf das Objekt aufschlägt, dadurch das Sonnensegel zum Objekt hin durch die physikalische Beschleunigung sozusagen zuklappt und zugleich die (Atom)Sprengköpfe, die an den Sonnensegelspitzen sitzen, ringförmig auf dem Objekt zur Explosion gebracht werden- eine kurze, zerstörerische Umarmung.
Das Zusammenklappen beim Aufschlag funktioniert aber nur bei vergleichsweise langsamen Objekten, haben diese aber Geschwindigkeiten von 18.000 km/h bis 108.000 km/h, würde ein Meteorit einfach bei einem direkten Kollisionskurs durch die kleine Rakete hindurch fliegen. Hier ist vorgesehen die Abfangrakete im Zeitpunkt des geringsten Abstands zum Objekt, ermittelt u. a. durch das bordeigene Radar, mit entfaltetem Sonnensegel zu zünden um somit die Trefferwahrscheinlichkeit, die Wirkfläche und den Ablenkungseffekt durch den daraus resultierenden kinetischen Impuls zu maximieren.
Ist das Objekt zu groß und ein einzelner kinetischer Impuls reicht für eine effektive Ablenkung nicht aus, kommen die Abfangraketen zum Einsatz die bereits auf dem Weg sind. Um aber ein genügend großes Zeitfenster zur Verfügung zu haben ist es absolut notwendig, gefährliche Objekte schon weitab der Erde zu orten um den Abfangraketen die zeitliche Möglichkeit zu bieten ggf. mehrere Operationen durchzuführen. Optimalerweise darf die erfolgte Abwehr auf der Erde gar nicht mittels handelsüblicher Teleskope bemerkbar sein, weil weitab von uns das Problem bereits behoben wurde. Bei kleineren, langsameren Objekten kann mittels der aufschlagenden Sonnensegel die Aufsplitterung des Objektes eingedämmt und die Wahrscheinlichkeit der Zerstörung erhöht werden.
Schon kurze Zeit nach diesem ersten Abwehrmanöver kann anhand des Resultates insoweit reagiert werden, ob z. B. eine weitere Attacke erforderlich ist, wobei das Sonnensegel für die kleineren Brocken dann eine größere Fangfläche und zugleich Trefferquote bietet. Bei erfolgreicher Zerstörung/Ablenkung aber, können die nicht benötigten Abfangraketen wieder in die ursprüngliche Position zurück gesteuert werden. Natürlich müssen die eingesetzten Abfangraketen möglichst umgehend wieder ersetzt werden um den Schirm wieder zu komplettieren, damit kein Sektor ungeschützt ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben, dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Schutz-Gürtels um die Erde
2 eine Skizze eines Satelliten oder Rakete
3 eine Skizze einer Rakete auf Kollisionskurs
4 eine Skizze eines explodierenden Objekts
In der 1 ist schematisch ein zu errichtender Schutzschild in Form eines Gürtels 4 von Satelliten und/oder Raketen 1 um die Erde 3 gezeigt. Es ist gezeigt, dass die Satelliten und/oder Raketen bevorzugt in unterschiedlichen Umlaufringen in unterschiedlichen Abständen von der Erde positioniert werden. In dieser Position verharren die einzelnen Satelliten und/oder Raketen zunächst fest, bzw. halten einen Abstand zueinander, welcher bei Abweichungen automatisch von den einzelnen Satelliten und/oder Raketen 1 relativ zueinander korrigiert werden kann. Dies kann sowohl autark von dem System untereinander koordiniert werden oder über eine Steuerung vom Bodenkontrollsystem erfolgen.
Sobald nun ein Satellit und/oder eine Rakete 1 mittels ihrer Ortungssysteme wie Rader oder andere Systeme zur Erfassung von Objekten ein Objekt 2 ortet, wird dies mittels Analysemitteln betrachtet und ermittelt ob es sich dabei um eine potentielle Bedrohung, also einem Objekt auf Kollisionskurs mit der Erde 3, handelt. Ergibt die Berechnung eine mögliche Bedrohung, werden die Erfassungselemente eines oder mehrerer Satelliten und/oder Raketen, ggf. mit ermittelten Daten aus der Boden-Erdbeobachtung zusammen für eine Berechnung des Kurses, sowie der Größe und Geschwindigkeit des Objektes, herangezogen. Eine oder mehrere Satelliten und/oder Raketen, wie in 2 gezeigt starten ihre Antriebssystem 5 und/oder Sonnensegel 7 um dem ermittelten Objekt entgegen zu fliegen und auf einen Abfangkurs zu gehen. Durch die sehr frühzeitige Wahrnehmung des Objekts und dem umgehend möglichen Entgegenfliegen auf das Objekt wird dieses schon in sehr großer Entfernung zu Erde erreicht. Eine oder mehrere weitere, auf den ersten Versuch gefolgte Abwehrmaßnahmen sind somit problemlos möglich falls der erste Abwehrversuch scheitern sollte.
In 3 ist eine Abfangrakete 1, welche auf Kollisionskurs zu einem heranfliegenden, relativ kleinem Objekt 2 ist, kurz vor dem Kontakt gezeigt. Die Rakete zündet dabei in einer errechneten, optimalen Abstandsposition zu dem Objekt ihre Sprengköpfe 6 um das Objekt 2 zu zerstören oder wenigstens von seiner Flugbahn abzulenken. Die Zerstörung des Objektes, welches in Teilstücke geteilt wird, welche auf geänderten Flugbahnen weiterfliegen ist in 4 gezeigt.
Nachdem bevorzugte Ausführungen der Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungen beschränkt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen daran von einem Fachmann ausgeführt werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist abgewichen wird.

Claims

Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem bestehend aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen (1) zur Verteidigung der Erde (3) gegenüber kollidierender Objekte (2), insbesondere gegen Objekte aus dem Weltraum, dadurch gekennzeichnet, dass das System aus einer Mehrzahl von Satelliten und/oder Raketen (1) besteht, welche in gleichen oder unterschiedlichen Höhen über der Erde (3) positioniert sind und einen virtuellen Gürtel (4) oder Kreisbogen über der Erde bilden, wobei jeder Satellit und/oder jede Rakete (1) mit einem Antriebssystem (5) sowie mit wenigstens einer Energie-Erzeugungs- und/oder Versorgungseinheit ausgerüstet ist und über eigene Erfassungs- und Kommunikationsmittel verfügt und wobei die Satelliten und/oder Raketen mit Explosionsvorrichtungen (6) ausgerüstet sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen (1) auf einer oder mehreren Umlaufbahnen über der Erde positioniert sind welcher in einem größeren Abstand zur geostationären Umlaufbahn um die Erde verläuft.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mit Energie erzeugenden Sonnensegeln (7) ausgerüstet sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mit Energie erzeugenden, beweglichen und ausklappbaren Sonnensegeln ausgerüstet sind, welche mit Explosionsvorrichtungen (6) an wenigstens einer Außenstelle und/oder Außenkante ausgerüstet sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen als Explosions- und/oder Sprengkörper ausgeführt sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mittels der eigenen Erfassungs- und Kommunikationsmittel autark positionierbar sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mittels der eigenen Erfassungs- und Kommunikationsmittel, von einer Bodenstation abhängig positionierbar und steuerbar sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mittels der eigenen Erfassungs- und Kommunikationsmittel, basierend auf Kommunikationsdaten anderer Satelliten und/oder Raketen positionier- und steuerbar ausgeführt sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mit Erfassungs- und Kommunikationsmittel zur Identifizierung von die Erde bedrohenden Objekten, ausgerüstet sind.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mit Erfassungs-, Berechnungs- und/oder Analysemitteln ausgerüstet sind mittels welcher Daten über das Objekt gesammelt und/oder analysiert und/oder weitergeleitet werden.
Schutz-Satelliten- und/oder Raketensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Satelliten und/oder Raketen mit Steuereinrichtungen zur Abwehr von erdbedrohenden Objekten ausgerüstet sind.