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KI zur Kollisionsvermeidung im Orbit

Mit der wachsenden Zahl aktiver Satelliten und großer Mengen an Weltraumschrott steigt das Risiko von Zusammenstößen im erdnahen Orbit erheblich. Die Sicherheit der Weltrauminfrastruktur hängt daher zunehmend davon ab, Kollisionen frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Besonders Mega-Konstellationen – bestehend aus Hunderten oder Tausenden Kleinsatelliten – stellen Betreiber und Kontrollzentren vor neue Herausforderungen. So kann eine Kollision im Weltraum dazu führen, dass ganze Orbitbereiche auf Jahre hinaus unbefliegbar werden. 

Trümmer und defekte Raketenstufen im geostationären Ring.© ESA
Weltraummüll im geostationären Orbit: Trümmer und alte Raketenstufen gefährden aktive Satelliten.

KI-Systeme können helfen, solche Szenarien zu verhindern, indem sie Risiken präzise bewerten und rechtzeitig Gegenmaßnahmen vorschlagen. Der Forschungsbereich Smarte Daten & Wissensdienste in Kaiserslautern hat sich daher intensiv mit der KI-gestützten Analyse von Umlaufbahnen aktiver und passiver Satelliten sowie bekannter Trümmer befasst. Diese Verfahren nutzen Telemetrie-, Radar- und optische Daten, um Abweichungen von erwarteten Bahnen zu erkennen und frühzeitig Warnungen vor möglichen Kollisionen zu liefern. So können Expert:innen kritische Situationen gezielt überwachen und Ausweichmanöver planen, bevor Kettenreaktionen entstehen. 

Um den hohen Sicherheitsanforderungen und den begrenzten Hardwareressourcen an Bord von Satelliten gerecht zu werden, setzen die Forschenden auf hybride KI-Ansätze. Klassische, physikalisch basierte Modelle werden dabei mit datengetriebenen Methoden kombiniert, um Ausweichstrategien zu entwickeln, die robust gegenüber Unsicherheiten sind und sich dynamisch an die Bedingungen im Orbit anpassen – ein wichtiger Beitrag, um die Sicherheit der orbitalen Raumfahrtinfrastruktur in Zukunft gewährleisten zu können.

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Kontakt

Prof. Dr. Andreas Dengel

Tel.: +49 631 20575 1000

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