Das Astrodynamics, Space Robotics, and Controls Laboratory (ARCLab) des MIT kündigte die öffentliche Beta-Veröffentlichung des MIT Orbital Capacity Assessment Tool (MOCAT) während des Space Forum Workshops der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) 2023 am 14. Dezember an. MOCAT ermöglicht Benutzern Modellierung der langfristigen zukünftigen Weltraumumgebung, um das Wachstum von Weltraumschrott zu verstehen und die Wirksamkeit von Mechanismen zur Verhinderung von Trümmern zu bewerten.
Angesichts der zunehmenden Überlastung in der erdnahen Umlaufbahn, die durch die zunehmende Verbreitung von Satelliten verursacht wird, ist das Risiko von Kollisionen und der Verbreitung von Weltraummüll ein dringendes Problem. Die Durchführung gründlicher Studien zur Weltraumumgebung ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung wirksamer Strategien zur Förderung einer verantwortungsvollen und nachhaltigen Nutzung der Weltraumressourcen.
MOCAT zeichnet sich unter den Orbitalmodellierungstools durch seine Fähigkeit aus, einzelne Objekte, verschiedene Parameter, Orbitaleigenschaften, Fragmentierungsszenarien und Kollisionswahrscheinlichkeiten zu modellieren. Mit der Fähigkeit, zwischen Objektkategorien zu unterscheiden, Parameter zu verallgemeinern und Multi-Fidelity-Berechnungen anzubieten, erweist sich MOCAT als vielseitiges und leistungsstarkes Werkzeug für die umfassende Analyse und Verwaltung der Weltraumumgebung.
MOCAT soll ein Open-Source-Tool bereitstellen, das Stakeholdern wie Satellitenbetreibern, Regulierungsbehörden und Mitgliedern der Öffentlichkeit die Möglichkeit gibt, datengesteuerte Entscheidungen zu treffen. Das ARCLab-Team hat diese Modelle in den letzten Jahren entwickelt und ist sich bewusst, dass der Mangel an Open-Source-Implementierung evolutionärer Modellierungstools die Fähigkeit der Interessengruppen einschränkt, einen Konsens über Maßnahmen zur Verbesserung der Weltraumnachhaltigkeit zu erzielen. Diese Beta-Version soll es Benutzern ermöglichen, mit dem Tool zu experimentieren und Feedback zu geben, um die weitere Entwicklung zu unterstützen.
Animation, die die Veränderung der Orbitalpopulation ohne zukünftige Starts ab 2023 zeigt. Rot zeigt Trümmer, Grün zeigt Nutzlast, Cyan zeigt verlassene Objekte und Weiß zeigt Raketenkörper. Die Animation zeigt einen 200-jährigen Verlauf. Bildnachweis: MIT Orbital Capacity Assessment Tool
Richard Linares, der Hauptforscher von MOCAT und außerordentlicher Professor für Luft- und Raumfahrt am MIT, zeigt sich begeistert über die möglichen Auswirkungen des Tools: „MOCAT stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Bewertung der Orbitalkapazität dar. Wir hoffen, dass wir es als Open-Source-Lösung und öffentlich verfügbar machen.“ die globale Gemeinschaft einzubeziehen, um unser Verständnis von Satellitenumlaufbahnen zu verbessern und zur nachhaltigen Nutzung des Weltraums beizutragen.“
MOCAT besteht aus zwei Hauptkomponenten. MOCAT-MC bewertet die Entwicklung der Weltraumumgebung mit individueller Flugbahnsimulation und Monte-Carlo-Parameteranalyse und bietet so sowohl einen umfassenden Gesamtüberblick über die Umgebung als auch eine genaue Analyse der Entwicklung einzelner Weltraumobjekte. MOCAT Source Sink Evolutionsmodell (MOCAT-SSEM) verwendet mittlerweile einen Modellierungsansatz mit geringerer Wiedergabetreue, der auf PCs innerhalb von Sekunden bis Minuten ausgeführt werden kann. Auf MOCAT-MC und MOCAT-SSEM kann separat über GitHub zugegriffen werden.
Die anfängliche Entwicklung von MOCAT wurde von der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) und dem Office of Technology and Strategy der NASA unterstützt.
„Wir freuen uns sehr, diese bahnbrechende Arbeit zur Modellierung von Trümmern in der Umlaufbahn und die neuen Erkenntnisse, die sie hervorgebracht hat, zu unterstützen“, sagt Charity Weeden, stellvertretende Administratorin des Büros für Technologie, Politik und Strategie im NASA-Hauptquartier in Washington. „Dieses Open-Source-Modellierungstool ist ein öffentliches Gut, das die Nachhaltigkeit des Weltraums vorantreiben, die evidenzbasierte Politikanalyse verbessern und allen Nutzern des Weltraums helfen wird, bessere Entscheidungen zu treffen.“
Diese Geschichte wurde mit freundlicher Genehmigung von MIT News erneut veröffentlicht (web.mit.edu/newsoffice/), eine beliebte Website mit Neuigkeiten über MIT-Forschung, Innovation und Lehre.