Könnte eine Beschädigung der Batterie eines Satelliten dazu beitragen, dass dieser schneller aus der Umlaufbahn gelangt?

Vor ein paar Jahren herrschte Panik über explodierende Lithium-Ionen-Batterien, die beispielsweise ein Flugzeug zum Absturz bringen könnten. Auf einer kürzlichen Reise forderte eine Fluggesellschaft Passagiere auf, alle Geräte mit Batterien abzugeben, die aus Sicherheitsgründen verboten waren. Dies sind Anzeichen für einen weithin bekannten Nachteil von Lithium-Ionen-Batterien, die in Mobiltelefonen, Laptops und anderer elektronischer Hardware allgegenwärtig sind: Sie können leicht und auf spektakuläre Weise Feuer fangen. Ein Team der Aerospace Company arbeitet jedoch an einer Idee, dieses potenziell katastrophale Ereignis in einen Gewinn zu verwandeln – indem es dazu genutzt wird, nicht mehr funktionierende Satelliten aus der Umlaufbahn zu bringen.

Fast alle Satelliten verfügen über irgendeine Art von Batterie-Backup. Viele nutzen es, um das Licht anzuhalten, während seine Solarpaneele nicht genug Strahlung einfangen, um das Schiff vollständig mit Strom zu versorgen. Da es sich bei den meisten dieser Batterien um Lithium-Ionen-Batterien handelt, hat die Industrie die zugrunde liegende Technologie bereits weitgehend übernommen.

Doch die Satellitenindustrie muss sich mit einer ständig wachsenden Zahl von Trümmerstücken auseinandersetzen, die in oder in der Nähe einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) schweben. Einige werden niemals von selbst aus der Umlaufbahn verschwinden und in der Atmosphäre verglühen.

Wir haben bereits über zahlreiche Strategien zur Bewältigung dieses Problems berichtet. Von Satelliten, die sich gezielt mit anderen Satelliten koppeln und sie auf eine Umlaufbahn zwingen, bis hin zu Netzen, die einen Satelliten so weit verlangsamen würden, dass er von selbst wieder eintreten würde, sie alle haben Vor- und Nachteile.

Aber bei dieser neuen Idee, die von ihren Entwicklern Lithium-Ionen-Batterie-Deorbiter (LiBDO) genannt wird, wäre überhaupt keine externe Hardware erforderlich. Es könnte lediglich eine geringfügige Anpassung am Batteriepack selbst erfolgen, fast ohne zusätzliches Gewicht – eine wesentliche Berechnung für Raumfahrzeugkonstrukteure.

Die Idee ist einfach genug. LiBDO-Batterien würden absichtlich so konzipiert, dass sie die Batterie durchstoßen und die entstehende Wolke heißer Gase als Triebwerk nutzen. Joseph Nemanick und seine Kollegen von der Aerospace Corporation führten einige Tests durch, um herauszufinden, welche Art von Schub zu erwarten war – sie berechneten, dass im Vakuum eine einzelne Batteriezelle, die durchbohrt wird, zu einem Schub von etwa 29,3 N führen würde.

Im Vergleich zu den Tausenden von Newton, die einige Raketentriebwerke liefern, mag das nicht viel erscheinen, aber es könnte die Zeit, die ein nicht mehr funktionierender Satellit im Orbit bleibt, erheblich verkürzen. Einer Berechnung zufolge könnte das Durchstechen einer einzelnen Batteriezelle die Deorbitzeit eines Satelliten um bis zu 55 % verkürzen.

Jede Verkürzung dieser Zeit ist willkommen, wenn das Objekt versucht, nicht von anderen Trümmern in seiner Umlaufbahn getroffen zu werden. Insbesondere berechneten die Forscher, dass die Trümmer, die bei einem solchen Durchstich selbst entstehen könnten, minimal sind – nur etwa 50 Mikrogramm Material, kaum genug, um irgendetwas zu beschädigen, und es könnte am Ende auch selbst aus der Umlaufbahn geschleudert werden.

Wie schnell die Technologie übernommen werden könnte, wenn überhaupt, bleibt ein Rätsel. Während eine vorläufige Testpräsentation auf einer NASA-Website gehostet wird, ist unklar, welche Unterstützung das Projekt derzeit gegebenenfalls erhält. Aber die Nutzung einer möglicherweise katastrophalen Schwäche von Lithium-Ionen-Batterien als Werkzeug ist eine außerordentlich einzigartige Möglichkeit, ein immer drängenderes Problem zu lösen, da wir immer mehr Dinge in die Umlaufbahn bringen.