ION

Ziel des Impulsprojektes Orbitale Nachhaltigkeit (ION) ist es, Konzepte und Technologien zur Steigerung der Nachhaltigkeit im Erdorbit während der gesamten Lebensdauer von Satelliten und orbitalen Infrastrukturen zu adressieren. Dies erfolgt durch die Bündelung programmübergreifender Kompetenzen aus Raumfahrt, Sicherheit und Luftfahrt vor allem im Bereich des Satellitenbetriebs, der Robotik und Automation, der Beobachtung und Vermessung des Weltraumschrotts, des Weltraumwetters, sowie der Erfahrung zur Wartung und Reparatur im Luftfahrtbereich.

Die Raumfahrt im Erdorbit spielt eine Schlüsselrolle bei aktuellen und künftigen globalen Entwicklungen. Satellitengestützte Dienste zur Erdbeobachtung für eine Analyse und Vorhersage von Wetter und Klima, zur Kommunikation sowie Satellitennavigation erleben heute weltweit eine rasante Entwicklung. Gleichzeitig findet global eine explosionsartige Kommerzialisierung und Militarisierung des erdnahen Orbits statt.  Satelliten im Orbit sind heutzutage noch nicht dafür ausgelegt, gewartet oder sogar repariert zu werden. Nachhaltigkeitskonzepte für den Bau sowie Betrieb von Satelliten gibt es noch keine. Trotz international anerkannter Richtlinien zur Eindämmung von Weltraummüll, technischer Normen und nationaler Raumfahrtvorschriften liegt die tatsächliche Zahl der Missionen, die erfolgreich End-of-Life-Operationen durchführen, immer noch weit unter der Zielvorgabe (90 % der Gesamtzahl, gemäß ISO-Norm 24113).

An dem Projekt sind neben DLR-SO folgende Institute beteiligt:

• RM: Institut für Robotik und Mechatronik (Projektleitung)
• SR: Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik
• RB: Einrichtung für Raumflugbetrieb und Astronautentraining
• OS: Institut für Optische Sensorsysteme
• TP: Institut für Technische Physik
• SO: Institut für Solar-Terrestrische Physik
• MO: Institut für Instandhaltung und Modifikation

Der Impuls Orbitale Nachhaltigkeit wird zuerst einen ganzheitlichen Blick auf das Ökosystem Weltraum verfolgen und dabei die kurz-, mittel- und langfristig erreichbaren Ziele hinsichtlich der Nachhaltigkeit und der Kreislaufwirtschaft adressieren. Relevante Technologien werden analysiert, die früher oder später in die orbitale Infrastruktur integriert werden können wie

• Kurzfristig: Beseitigung von Weltraumschrott, Lebensverlängerung, Inspektion.
• Mittelfristig: Reparatur, Payload-Nachrüstung, Vor-Ort-Montage.
• Langfristig: Recycling, Orbital Depots.

Es  wird ein Konzept zur Nachhaltigkeit und Machbarkeit  der Kreislaufwirtschaft im Orbit sowie eine Analyse der erreichbaren Zielen und der Identifizierung fehlender Technologien und Rahmenbedingungen erstellt. 
Darüber hinaus werden Technologieentwicklungen zur Unterstützung von Nachhaltigkeit im Orbit durchgeführt. Ein Hauptziel diese Entwicklungen ist es, die notwendigen Funktionalitäten für eine zu definierendes Missionsszenario vorzubereiten.  Ein weiteres wichtiges Ziel des Projekts ist es, das Zusammenspiel zwischen den Technologien zur Erkennung, Verfolgung und Auswertung von Weltraumschrott am Boden und zur Annäherung und Einfangen eines Zielobjekts zu ermöglichen. Aus den neuen Entwicklungen bei der Erkennung und Analyse von Weltraumschrott werden neue Verfahren entstehen, die in der Lage sein werden, Informationen über die Rotationsrate und Rotationsrichtung des Zielobjekts zu ermitteln und damit die GNC- und Robotersysteme zu unterstützen, um das Ziel in der Umlaufbahn effizient einzufangen. Zu diesem Zweck werden auch Vorhersagemethoden für einen möglichen Einfluss der Sonnenaktivität auf die Rotation des Targets einbezogen.